Способ определения постоянной времени динамически настраиваемого гироскопа (днг) в режиме обратной связи
Патент 1811269
Авторы
Классы МПК
Способ определения постоянной времени динамически настраиваемого гироскопа (днг) в режиме обратной связи
Реферат
Изобретение относится к точному приборостроению, а именно к гироскопическим приборам и устройствам, используемым в инерциальной навигации. Целью изобретения является повышение точности и быстродействия. Для определения величины постоянной времени по приводимым формулам используется информация об изменении токов обратной связи при работе гироскопа в режиме "электрической пружины" от последовательной подачи в один из каналов постоянного сигнала смещения, и сигналы смещения, изменяющегося по гармоническому закону с круговой частотой.
Изобретение относится к области точного приборостроения, а более конкретно к гироскопическим приборам и устройствам, используемым в инерциальной навигации. Известно, что одним из важных параметров динамически настраиваемого гироскопа (ДНГ) является постоянная времени .Этот параметр характеризует скорость дрейфа по полному из каналов коррекции при угловом отклонении ротора по этому же каналу. Известен способ определения постоянной времени, который взят за прототип. Способ прототип определения постоянной времени p для резонансной (или рабочей) скорости вращения ротора ДНГ состоит в измерении изменений токов в каналах обратной связи при отклонении ротора на постоянный угол от подачи в один из каналов постоянного сигнала смещения при двух скоростях вращения ротора: рабочей и нерезонансной. Значение величины p затем определяется по формуле p= (1) где p- постоянная времени для рабочей скорости вращения ротора p, с; Нp кинетический момент при рабочей скорости вращения ротора, гсмс; К полусумма угловых жесткостей по осям подвеса, гсм/рад; p, н- соответственно рабочая и нерезонансная скорости вращения ротора, 1/с; Кх, Ку крутизна по току датчика момента ДНГ каналов коррекции х и у соответственно, o/ч/мА )гсм/мА); Iур изменение тока в канале коррекции "у", в который подан постоянный сигнал смещения, при работе гироскопа на рабочей скорости вращения p, мА; Ixp, Ixн- изменение токов в перекрестном канале коррекции "х" при работе гироскопа на рабочей скорости p и на нерезонансной скорости вращения н после отстройки от рабочей скорости на величину ,мА. Как видно из формулы (1), для определения величины p по способу-прототипу для рабочей скорости, необходимо знать (т.е. дополнительно измерять, такие параметры, как кинетический момент Н, угловую жесткость подвеса К, крутизну датчиков момента каналов коррекции х и у. Данные дополнительные измерения снижают быстродействие способа и его точность, поскольку погрешности в определении параметров Н, К и Кху войдут в погрешность определения p. Целью настоящего изобретения является повышение точности и быстродействия способа определения постоянной времени p для рабочей скорости вращения путем исключения необходимости определения дополнительных параметров гироскопа. В предлагаемом способе постоянная времени p определяется только по сигналам самого измерительного узла (гироскопа) с использованием подачи на вход одного из каналов коррекции (канала обратной связи) поочередно двух сигналов смещения постоянного и переменного (гармонического) с частотой . Поставленная цель достигается тем, что измеряют изменения тока в канале обратной связи, в который подается постоянный сигнал смещения при рабочей скорости вращения ротора p, изменяют скорость вращения на нерезонансную путем отстройки до величины н, измеряют изменение тока от подачи постоянного сигнала смещения в перекрестном канале коррекции, затем подают в тот же канал сигнал смещения, изменяющийся по гармоническому закону с частотой и измеряют размах колебаний токов с частотой смещения в обоих каналах коррекции, а постоянную времени, соответствующую рабочей скорости вращения, определяют на основании полученных данных по формуле: p (2) где p- постоянная времени для рабочей скорости p, с; - круговая частота гармонического сигнала смещения, 1/с; lур, lхн изменения токов от подачи постоянного сигнала смещения соответственно в том же канале, в который это смещение подается (У) при скорости вращения р и в перекрестном канале (Х) при скорости вращения н, мА; (2lун), (2lхн) размах колебаний (удвоенные амплитуды) токов от подачи гармонического сигнала смещения в канале, в которой это смещение подается (У), и в перекрестном канале (Х), при скорости вращения н, мА. Отличительными признаками заявленного способа от известного является то, что, во-первых, используется дополнительно гармонический сигнал смещения с частотой ; во-вторых не требуется измерять дополнительные параметры, такие, как Н, К, Кху. Данные обстоятельства позволяют достичь положительного эффекта: повышается точность и быстродействие способа и упрощается его реализация. Следует отметить, что значение частоты , входящее в формулу (2), измерять не требуется, поскольку оно известно и обуславливается задающим генератором (типа ГЗ-110), также не требуется измерять скорости вращения н и p, входящие в формулу (2), поскольку в ДНГ обычно используются синхронные гистерезисные двигатели, скорость вращения которых пропорциональна напряжению питания и обратно пропорциональна числу пар полюсов, значения которых известны. Изобретение иллюстрируется примером определения постоянной времени p для рабочей частоты вращения ДНГ типа ГВК-6. Круговая частота герметического сигнала смещения была выбрана равной =20,21/c. Рабочая (резонансная скорости вращения гироскопа p=22401/c. Нерезонансная скорость вращения н была выбрана равной: н=21801/c. После подачи в канал обратной связи у постоянного сигнала смещения при работе гироскопа на рабочей скорости вращения было измерено изменение тока в канале У: Iyp=0,0455 мА. После перевода гироскопа в режим работы на нерезонансной скорости, после подачи постоянного сигнала смещения было измерено изменение тока в канале "х": Ixн=2,1423 мА. После подачи в канал коррекции у (также в нерезонансном режиме работы) гармонического сигнала смещения, получены следующие величины размахов колебаний тока: (2lхн) 0,493 мА, (2lун) 0,499 мА. Тогда величины p для рабочей скорости вращения составит величину: p= 50,6(c)
Формула изобретения
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОСТОЯННОЙ ВРЕМЕНИ ДИНАМИЧЕСКИ НАСТРАИВАЕМОГО ГИРОСКОПА (ДНГ) В РЕЖИМЕ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ, заключающийся в отклонении ротора на один и тот же постоянный угол относительно одной из осей чувствительности при рабочей и нерезонансной скорости вращения, измерении изменения моментов, действующих на ротор гироскопа, и вычислении постоянной времени по измеренным параметрам, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, на нерезонансной скорости вращения дополнительно производят отклонения ротора по гармоническому закону с низкой частотой, определяют изменение моментов через измерение амплитуды низкочастотных колебаний токов обратной связи по обеим осям чувствительности, а величину постоянной времени вычисляют по формуле где p,н - рабочая и нерезонансная скорости вращения; - круговая частота отклонения ротора; DIхн,Iур - изменения токов обратной связи при отклонении ротора на постоянный угол соответственно по оси чувствительности, совпадающей с осью наклона, при нерезонансной скорости вращения, и по оси чувствительности, перпендикулярной оси наклона, при рабочей скорости вращения; 2Iхн, 2Iун - двойные амплитуды низкочастотных колебаний токов обратной связи соответственно по двум осям чувствительности при нерезонансной скорости вращения.