Устройство для измерения угловой скорости

Устройство для измерения угловой скорости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Лспользование: для измерения угловой ско| ости с помощью гироскопических устройств бесплатформенных инерциальных навигационных систем. Сущность изобретения: сигналы с первого и второго датчиков угла суммируются. Разность сигналов Л/ через усилитель цепи подается на второй , третий сумматоры и добавки Кс А/ разных знаков подаются на первый и второй датчики момента, которые производят выравнивание движения первого и второго гиромоторов, тем самым компенсируя неидентичность параметров гиромоторов, что обеспечивает повышение точности измерения за счет уменьшения методических погрешностей. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

BE (ГО

О (2 1) (22) (46) (72) (56)

¹8 (54), ЛО (57) ско рой

ВаО

Д, НОЕ ПАТЕНТНОЕ

ОМСТВО СССР

ПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4948367/10

24.06.91

07.02.93. Б1ол, ¹ 5

Б.И. Назаров и Л.А. Вертянов вторское свидетельство СССР

8584, кл. G 01 Р 9/02, 1979.

СТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГОЙ СКОРОСТИ спольэование: для измерения угловой сти с помощью гироскопических уств бесплатформенных инерциальных ационных систем. Сущность иэобретеэобретение относится к гироскопически 1 устройствам бесплатформенных инерциа льных навигационных систем и пре назначено для измерения угловой скорости обьекта. звестно устройство для измерения углов и скорости обьекта, построенное на основ, двух гирокамер с гиромоторами, пог уженными в вязкую жидкость, датчиков угло в, датчиков моментов, цепи обратной связГИ типа "электрическая пружина", цепи электрического спаривания, которая ликвидирует методические погрешности, вызванные влиянием "боковой" составляющей аЯ 1 неравномерным вращением основания с угловой скоростью Nf, Однако данное устр йство имеет один диапазон измерений, большие габаритно-массовые характеристики и малую стойкость к механическим воз ущениям в полете, наиболее близким по технической сущнос и и достигаемому эффекту к изобретени1о является ст ойство ля изме ения у р д P угловой скорости обьекта, состоящие из корпуса со слабовязкой жидкостью, в которую т1огружен гироуэел с гиромотором, датI

„„. Ж„„1793382 А1 ния: сигналы с первого и второго датчиков угла суммируются. Разность сигналов

Л/3 через усилитель цепи подается на второй, третий сумматоры и добавки К, b P разных знаков подаются на первый и второй датчики момента, которые производят выравнивание движения первого и второго гиромоторов, тем самым компенсируя неидентич ность параметров гиромоторов, что обеспечивает повышение точности измерения за счет уменьшения методических погрешностей. 1 ил. чика угла, датчика момента, генератора тактовых импульсов, блока формирования выходного сигнала, блока задания временного интервала, блока управления, Данное устройство является многодиапазонным прибором бесплатформенных инерциальных навигационных систем, имеющим малые габаритно-весовые характеристики и устойчивым к механическим возмущениям в полете благодаря импульсно-инерциальному способу измерения угловой скорости.

Однако данное устройство при применении в составе навигационной системы имеет методические погрешности из-за влияния "боковой" составляющей угловой скорости Nf и вращения основания вокругоси . подвеса гиромотора ОХ, которая проявляется в данном устройстве даже при равномерном вращении основания и увеличивается со временем. Целью изобретения является повышение точности устройства путем ликвидации его методических погрешностей, обуслов- ленных вращением основания с угловой

:скоростью ая и влиянием Ng.

1793382

Цель достигается тем, что устройство для измерения угловой скорости, содержащее корпус, заполненный слабовяэкой жидкостью, в которой размещен гироуэел, датчик угла, датчик момента, генератор тактовых импульсов, а также последовательно соединенные блок формирования выходного сигнала, блок задания временного интервала, блок управления, отличается тем, что с целью повышения точности измерений путем уменьшения методических погрешностей в него введены второй гироузел с противоположно направленным вектором кинетического момента, второй датчик угла, второй датчик момента, первый, второй, третий и четвертый сумматоры и усилитель, при этом первый и второй датчики угла соединены соответственно с первым и вторым входами первого и четвертого сумматоров, выход первого сумматора соединен через усилитель с первыми входами второго и третьего сумматоров, вторые входы которых соединены с выходом блока управления, выход второго сумматора соединен с первым датчиком момента, выход третьего сумматора — с вторым датчиком момента, а выход четвертого сумматора соединен с входом блока формирования выходного сигнала;

Заявляемое устройство отличается от прототипа наличием новых элементов: второго гироузла с гиромотором, датчика угла, датчика моментов, цепи электрического спаривания. Таким образом, данное техническое решение соответствует критерию

"новизна".

В научно-технической литературе не обнаружено технических решений с указанной совокупностью признаков.

Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия", На чертеже изображена принципиальная схема устройства для измерения угловой скорости.

Устройство имеет корпус со слабовязкой жидкостью, в которую погружены гироузлы с первым 4 и вторым 6 гиромоторами.

Информация о положении гиромоторов снимается с первого 1 и второго 3 датчиков углов, Цепь обратной связи предназначена для приведения гиромоторов в исходное состояние и выбора диапазона измерений.

Цепь состоит из первого 1, второго 3 датчиков углов, первго 7, второго 10 датчиков моментов, блока 11 управления, блока 12 задания временного интервала,. блока "t3 формирования выходного сигнала, четвертого 14 сумматора. Первый 7 и второй 10 датчики моментов предназначены для приведения в исходное состояние первого 4, 5

10 второго 6 гиромоторов и удержания их в этом положении до начала следующего измерительного цикла. Блок 13 формирования выходного сигнала преобразует углы отклонения первого 4 и второго 6 гиромоторов в величину угловой скорости по заданному алгоритму, задает необходимый диапазон работы устройства. Блок 12 задания временного интервала настраивается на заданный диапазон измерения и выдает время измерения т . Блок 11 управления отключает обратную связь на время измерения и выдает команду на приведение в исходное состояние гиромоторов и удержание ,r их в нем до начала следующего этапа измерений.

Схема электрического спаривания nepsoro 4 и второго 6 гиромоторов предназначена для выравнивания неидентичности параметров гиромоторов, первого 1 и второго 3 датчиков углов, первого 7 и второго 10 датчиков моментов и ликвидации методических погрешностей, образующихся из-за влияния в ив . Схема состоитиз первого

2 сумматора, первый вход которого прямой и подключен к первому выходу первого датчика 1 угла, а второй — инверсный, подключенный к первому выходу второго 3 датчика угла, усилителя 5 цепи спаривания, второго

8 сумматора, на первый инверсный вход которого подается сигнал с выхода усилителя

5, на второй прямой подклк)чен выход блока

11 управления, а выход подключен к входу первого датчика 7 моментов, Выход усилителя 5 цепи спаривания соединен также с первым входом третьего 9 сумматора, к второму входу которого подключен выход блока 11 управления, а выход третьего 9 сумматора соединен с первым входом второго датчика 10 моментов.

Устройство работает следующим образом, Блок 11 управления "разрывает" цепь обратной связи, первый 4 и второй 6 гиромоторы движутся свободно относительно корпуса устройства. Первый 1 и второй 3 датчики углов снимают значения в трех точках измерений ф, P2,/3з), выходной сигнал через четвертый 14 сумматор подается на блок 13 формирования выходного сигнала, где обрабатывается по заданному алгоритму, аналогичному алгоритму прототипа, значение угловой скорости а) поступает в

55 вычислительное устройство, кроме того, блок 13 выбирает необходимый диапазон измерений и выдает сигнал на блок 12 задания временного интервала. Блок 12 задает измерительный интервал т. Блок 11 управления по сигналу с блока 12 управляет рабо1793382 т и гиромоторов через первый 7 и второй 10 д тчика моментов, В процессе работы устр йства сигналы с первого 1 и второго 3 д тчиков углов суммируются на первом сумм торе 2. Разность сигналов h,P через уси- 5 л тель 5 цепи спаривания подается на в арой 8, третий 9 сумматоры и добавки Ксх х /3 разных знаков подаются на первый 7, второй 10 датчики моментов, которые прои водят выравнивание движения первого 4, 10 второго 6 гиромоторов, тем cBMblM компенс !руя неидентичность параметров гиромот ров, полученную при их изготовлении.

При исследовании устройства установл но, что погрешность измерения угловой 15 с орости от вращения основания вокруг оси и двеса составит

Кс1 Кс2 Н1

Лo)q = — (1 — )г»(z<, Н1 Кс! Н2 г е Л а) р! — погрешность измерения угловой с орости;

Н1, Н2 — кинематические моменты перв го и второго гиромоторов;

Kc1, Kcz — козффициенть! усиления цепи 25 с аривания "первый — второй" гиромотор и

"в орой — первый"; (д — угловая скорость вращения основ ния, на котором установлено устройство;

z;, — временной интервал измерений. 30

Формула изобретения

Устройство для измерения угловой скордсти, содержащее корпус..заполненный сл|абовяэкой жидкостью, в которой раэмещ и гироузел, датчик угла, датчик момента, ге ератор тактовых импульсов, а также посл довательно соединенные блок формирования выходного сигнала, блок задания временного интервала, блок управления, о л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений путем уменьшения методических погрешностей, в него введены второй гироузел с противополо но направленным вектором кинетичеПринимая допустимый разброс параметров Н! и Н2, Кс1 и Кс2 не более 1%, полКс2 Н1 учаем — = 1, Кс1 Н2 следовательно, Лг» = О. Погрешность от. вращения основания вокруг оси подвеса исчезает. Цепь спаривания в процессе измерения устраняет нейдентичнбсть параметров гиромоторов Н1 и Hz, А! и А2, Кду! и Кду2, Кд„! и Кд2. Установлено

Кд 1 Н2 A1

2 . 2

24А 2А

Кду! А12 . H22 где Кду1 Кд„2 — коэффициенты датчиков углов;

А1, А2 — моменты инерции роторов гиромоторов; 㻠— составляющая угловой скорости по оси г» ;

Кд„1, Кд 2 — коэффициенты датчиков моментов.

Следовательно, погрешность измере- " ний Лг» = О, Методические погрешности данных видов для устройства устраняются. точность измерения и повышается на

3% ского момента, второй датчик угла, второй датчик момента, с первого по четвертый сумматоры и усилитель, при этом первый и второй датчики угла соедйнены соответственно с первым и вторым входами первого и четвертого сумматоров. выход первого сумматора соединен через усилитель с первыми входами второго и третьего сумматоров, вторые входы которых соединенй с выходом блока управления, выход второго сумматора соединен с первым датчиком момента, выход третьего сумматора — с вторым датчиком момента, а выход четвертого сумматора — с входом блока формирования выходного сигнала.

1793382

Составитель Л. Вертянов

Техред М,Моргентал Корректор И. Муска

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 502 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5