[go: up one dir, main page]

RU2117915C1 - Indicator gyrostabilizer - Google Patents

Indicator gyrostabilizer Download PDF

Info

Publication number
RU2117915C1
RU2117915C1 RU96118803A RU96118803A RU2117915C1 RU 2117915 C1 RU2117915 C1 RU 2117915C1 RU 96118803 A RU96118803 A RU 96118803A RU 96118803 A RU96118803 A RU 96118803A RU 2117915 C1 RU2117915 C1 RU 2117915C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
amplifier
axis
stabilization
platform
suspension
Prior art date
Application number
RU96118803A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96118803A (en
Inventor
В.И. Пантелеев
В.В. Кожин
Е.А. Порубилкин
С.В. Кривошеев
Э.В. Фрейман
Original Assignee
Малое инновационное предприятие "АРАС", Казанский государственный технический университет им.А.Н.Туполева
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Малое инновационное предприятие "АРАС", Казанский государственный технический университет им.А.Н.Туполева filed Critical Малое инновационное предприятие "АРАС", Казанский государственный технический университет им.А.Н.Туполева
Priority to RU96118803A priority Critical patent/RU2117915C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2117915C1 publication Critical patent/RU2117915C1/en
Publication of RU96118803A publication Critical patent/RU96118803A/en

Links

Landscapes

  • Gyroscopes (AREA)

Abstract

FIELD: gyroscopes, design of tracking systems. SUBSTANCE: indicator gyrostabilizer is composed of platform with single-axis suspension with which axis stabilizing motor is coupled kinematically. Platform carries two-degree-of-freedom gyro with transmitters of angle and moment along each axis of suspension. One transmitter of angle is connected via locking amplifier to transmitter of moment. Transmitter of angle put on axis parallel to axis of suspension of platform is connected to one of inputs of stabilization amplifier. Stabilization amplifier incorporates preamplifier, phase-sensitive rectifier, voltage and power amplifiers connected in series. Its output is connected to control winding of stabilizing motor. Increased stability and reliability of operation of gyroplatform are achieved thanks to insertion of adder into stabilization amplifier between phase-sensitive rectifier and power amplifier and of resistor into control winding of stabilizing motor. Resistor of positive feedback is connected via scaling amplifier to noninverting input of adder. Inverting input of adder is connected to output of phase-sensitive rectifier. Description gives relation to determine gain factor of scaling amplifier. EFFECT: increased stability and reliability of operation of gyroplatform. 1 dwg

Description

Изобретение относится к точному приборостроению, а именно к гироскопической технике, и может быть использовано в индикаторных гиростабилизаторах и следящих системах. The invention relates to precision instrumentation, namely to gyroscopic technology, and can be used in indicator gyrostabilizers and servo systems.

Известны индикаторные гиростабилизаторы (одноосные, двухосные и трехосные), построенные на трехстепенных гироскопах (гироскоп может быть в кардановом подвесе, с шаровой опорой, динамически настраиваемым или поплавковым), контуры стабилизации которых включают последовательно соединенные датчик угла гироскопа, предварительный усилитель, фазочувствительный выпрямитель, корректирующий фильтр (корректирующее звено), усилитель напряжения, усилитель мощности и стабилизирующий мотор (двигатель разгрузки или датчик моментов) (Индикаторные гироскопические платформы. п/р. Александрова А.Д. М., Машиностроение, 1978). При этом стабилизирующий мотор с целью устранения люфта может быть выполнен по двухдвигательной схеме на базе редукторного привода. Однако, имея положительные качества, такие схемы имеют значительные габариты, причем редукторные приводы являются также источниками дополнительных возмущающих моментов, обусловленных обкаткой редукторов. Known indicator gyrostabilizers (uniaxial, biaxial and triaxial) built on three-stage gyroscopes (the gyroscope can be in a gimbal, with a ball bearing, dynamically adjustable or float), stabilization contours of which include a gyroscope angle sensor connected in series, a preliminary amplifier, a phase-sensitive rectifier, and phase-sensitive rectifier, correction filter (corrective link), voltage amplifier, power amplifier and stabilizing motor (unloading motor or torque sensor) (Indicator iroskopicheskie platform. p / p. M. Alexandrov, AD, Mechanical Engineering, 1978). In this case, the stabilizing motor in order to eliminate the backlash can be performed according to the twin-engine scheme based on the gear drive. However, having positive qualities, such schemes have significant dimensions, and gear drives are also sources of additional disturbing moments due to the running-in gears.

Известны также гиростабилизаторы на двухстепенных гироблоках, когда стабилизирующие моторы являются безредукторными, представляющими собой моментные двигатели постоянного тока (типа ДМ-3, ДМ-10) с возбуждением от постоянных моментов (Инерциальная курсовертикаль ИКВ-1. Техническое описание. 1977, с. 102 - 109). Gyrostabilizers on two-stage gyroblocks are also known, when stabilizing motors are gearless, which are direct current torque motors (type DM-3, DM-10) with excitation from constant moments (Inertial course vertical IKV-1. Technical description. 1977, p. 102 - 102 109).

Известны также индикаторные гиростабилизаторы, выпускаемые отечественной промышленностью, которые построены на трехстепенных гироскопах, стабилизирующие моторы которых выполнены по безредукторной схеме и являются моментными двигателями постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов (Стабилизатор гироскопический Б-51. Техническое описание 6Ш2.564.005 ТО 1975). Indicator gyrostabilizers manufactured by the domestic industry are also known, which are built on three-stage gyroscopes, the stabilizing motors of which are made according to a direct-drive circuit and are direct current torque motors with excitation from permanent magnets (Gyroscopic stabilizer B-51. Technical description 6Sh2.564.005 TO 1975).

При построении индикаторных гиростабилизаторов (ИГС) данного класса приходится решать задачу обеспечения устойчивости при заданной точности стабилизации (при большой крутизне контура стабилизации), когда собственное демпфирование относительно оси стабилизации, обусловленное стабилизирующим мотором, мало (так как отсутствует редуктор). When constructing indicator gyrostabilizers (IHS) of this class, it is necessary to solve the problem of ensuring stability at a given stabilization accuracy (with a large steepness of the stabilization loop), when the proper damping relative to the stabilization axis due to the stabilizing motor is small (since there is no gearbox).

Обеспечение заданной точности стабилизации и устойчивости работы ИГС достигается подбором соответствующих корректирующих звеньев, включаемых в контур стабилизации. Однако с повышением точности стабилизации (уменьшением ошибки стабилизации) обеспечение устойчивости работы стабилизатора становится все более сложной задачей. Ensuring the specified accuracy of stabilization and stability of the IHC is achieved by selecting the appropriate corrective links included in the stabilization circuit. However, with increasing stabilization accuracy (reducing stabilization error), ensuring the stability of the stabilizer is becoming an increasingly difficult task.

Иногда для повышения демпфирования относительно оси стабилизации применяют тахогенератор, который кинематически связан с осью стабилизации, а электрически подключен к одному из входов усилителя стабилизации (см. Бессекерский В.А., Фабрикант Е.А., Динамический синтез систем гироскопической стабилизации. Л., Изд-во Судостроение 1968). Sometimes, to increase damping relative to the stabilization axis, a tachogenerator is used, which is kinematically connected to the stabilization axis, and is electrically connected to one of the inputs of the stabilization amplifier (see Bessekersky V.A., Fabrikant E.A., Dynamic synthesis of gyroscopic stabilization systems. L., Publishing House Shipbuilding 1968).

Однако в большинстве случаев такое конструктивное решение является недопустимым из-за увеличения габаритов гиростабилизатора или просто из-за невозможности введения каких-либо конструктивных изменений в приборе. В предлагаемом техническом решении планируется использовать только электрические сигналы, существующие в контуре стабилизации с минимальными аппаратными затратами по электронике. However, in most cases, such a constructive solution is unacceptable due to the increase in the size of the gyrostabilizer or simply because of the impossibility of introducing any design changes in the device. In the proposed technical solution, it is planned to use only electrical signals existing in the stabilization circuit with minimal hardware overhead on electronics.

За прототип выбираем индикаторный гиростабилизатор, состоящий из платформы в одноосном подвесе, с осью которой кинематически связан стабилизирующий мотор и на которой установлен трехстепенной гироскоп с датчиками углов и моментов по каждой оси подвеса, причем один из датчиков угла через усилитель арретирования подключен к соответствующему коррекционному мотору, а датчик угла, установленный на оси, параллельной оси платформы, подключен к одному из входов усилителя стабилизации, содержащему последовательно включенные предварительный усилитель, фазочувствительный выпрямитель, усилители напряжения и мощности, выход которого соединен с обмоткой управления стабилизирующего мотора (Гиростабилизатор СГИ 54. Техническое описание 6Ш2.564.009 ТО. 1984). For the prototype, we choose an indicator gyrostabilizer, consisting of a platform in a uniaxial suspension, with an axis of which a stabilizing motor is kinematically connected and on which a three-stage gyroscope is installed with angle and moment sensors on each axis of the suspension, and one of the angle sensors is connected to the corresponding correction motor through a locking arm, and the angle sensor mounted on an axis parallel to the axis of the platform is connected to one of the inputs of the stabilization amplifier, containing a series-connected preliminary an amplifier, a phase-sensitive rectifier, voltage and power amplifiers, the output of which is connected to the control winding of a stabilizing motor (GTI gyrostabilizer 54. Technical description 6Sh2.564.009 TO. 1984).

Недостатком прототипа является малая статическая и динамическая точность относительно оси стабилизации, а стремление повысить ее за счет увеличения крутизны контура стабилизации приводит к значительному снижению запасов устойчивости по фазе и амплитуде и даже к неустойчивой работе ИГС. При этом также возникают существенные трудности в подборе типа корректирующих звеньев. The disadvantage of the prototype is the small static and dynamic accuracy relative to the axis of stabilization, and the desire to increase it by increasing the steepness of the stabilization loop leads to a significant decrease in stability margins in phase and amplitude and even to unstable operation of the IHS. At the same time, significant difficulties arise in the selection of the type of corrective links.

Задачей настоящего изобретения является повышение точности стабилизации и устойчивости работы ИГС. The objective of the present invention is to improve the accuracy of stabilization and stability of the IHC.

Указанная задача достигается тем, что в усилитель стабилизации между фазочувствительным выпрямителем и усилителем напряжения введен сумматор, а последовательно обмотке управления стабилизирующего мотора подключен резистор, который по типу положительной обратной связи через дополнительно введенный масштабный усилитель подключен к неинвертирующему входу сумматора, инвертирующий вход которого соединен с выходом фазочувствительного выпрямителя, при этом коэффициент передачи масштабного усилителя определяется из соотношения
((N-1)r+Nr1)/NSr1,
где
N - коэффициент повышения статической точности и демпфирования относительно оси подвеса платформы;
r, r1 - активные сопротивления обмотки управления стабилизирующего мотора и резистора;
S - коэффициент усиления от точки подключения масштабного усилителя к усилителю стабилизации до его выхода.
This task is achieved by the fact that an adder is introduced into the stabilization amplifier between the phase-sensitive rectifier and the voltage amplifier, and a resistor is connected in series with the control winding of the stabilizing motor, which is connected to the non-inverting input of the adder by the type of positive feedback through an additionally introduced large-scale amplifier, the inverting input of which is connected to the output phase-sensitive rectifier, while the gain of the scale amplifier is determined from the ratio
((N-1) r + Nr 1 ) / NSr 1 ,
Where
N is the coefficient of increase of static accuracy and damping relative to the axis of suspension of the platform;
r, r 1 - active resistance of the control winding of the stabilizing motor and resistor;
S is the gain from the point of connection of the large-scale amplifier to the stabilization amplifier to its output.

Кинематическая схема ИГС с блок-схемой контура усилителя стабилизации представлена на чертеже, где приняты следующие обозначения:
1 - платформа, на которой устанавливается полезная нагрузка;
2 - трехстепенной гироскоп;
3 - наружная рамка гироскопа;
4 - гироузел;
5 - датчик угла контура стабилизации;
6 - датчик угла контура электрического арретирования (ЭА);
7 - усилитель контура ЭА;
8 - датчик момента контура ЭА;
9 - датчик момента управления платформой;
10 - усилитель стабилизации;
11 - предварительный усилитель;
12 - фазочувствительный выпрямитель;
13 - сумматор;
14 - усилитель напряжения;
15 - усилитель мощности;
16 - масштабный усилитель;
17 - стабилизирующий мотор (СМ);
17.1 - ротор СМ;
17.2 - статор СМ;
18 - резистор, который включен в цепь обмотки управления СМ;
19 - выходной датчик угла гиростабилизатора.
The kinematic diagram of the GCI with a block diagram of the circuit of the stabilization amplifier is shown in the drawing, where the following notation is adopted:
1 - platform on which the payload is installed;
2 - three-degree gyroscope;
3 - the outer frame of the gyroscope;
4 - gyro;
5 - angle sensor of the stabilization circuit;
6 - angle sensor circuit electric arresting (EA);
7 - amplifier circuit EA;
8 - torque sensor EA;
9 - platform control torque sensor;
10 - stabilization amplifier;
11 - pre-amplifier;
12 - phase-sensitive rectifier;
13 - adder;
14 - voltage amplifier;
15 - power amplifier;
16 - scale amplifier;
17 - stabilizing motor (SM);
17.1 - SM rotor;
17.2 - stator SM;
18 - a resistor that is included in the control winding circuit of the CM;
19 - output sensor angle gyrostabilizer.

На чертеже имеются следующие буквенные изображения:
H - кинетический момент гироскопа;
OX - ось подвеса платформы (ось стабилизации);

Figure 00000002
- угол и угловая скорость относительно оси стабилизации;
r - активное сопротивление обмотки управления СМ;
r1 - дополнительное эталонное сопротивление в цепи обмотки управления СМ;
i - ток в обмотке управления СМ;
K1, K2, K3, K4, K5, K6 - коэффициенты передачи датчика угла 5, предварительного усилителя 11, фазочувствительного выпрямителя 12, усилителя напряжения 14, усилителя мощности 15, масштабного усилителя 16.The drawing has the following letter images:
H is the kinetic moment of the gyroscope;
OX - axis of suspension of the platform (axis of stabilization);
Figure 00000002
- angle and angular velocity relative to the axis of stabilization;
r is the active resistance of the control winding SM;
r 1 - additional reference resistance in the circuit of the control winding SM;
i - current in the control winding SM;
K 1 , K 2 , K 3 , K 4 , K 5 , K 6 - transmission coefficients of the angle sensor 5, pre-amplifier 11, phase-sensitive rectifier 12, voltage amplifier 14, power amplifier 15, scale amplifier 16.

Пояснение работы индикаторного гиростабилизатора. Explanation of the operation of the indicator gyrostabilizer.

Пояснение будет вестись с позиций оценки крутизны и приведенного коэффициента демпфирования контура стабилизации. Одновременно будем считать, что усилитель стабилизации 10 и стабилизирующий мотор 17 безинерционны. При этом рассмотрим два случая: с отсутствием и наличием положительной обратной связи по току. An explanation will be made from the standpoint of evaluating the slope and the reduced damping coefficient of the stabilization loop. At the same time, we assume that the stabilization amplifier 10 and the stabilizing motor 17 are inertialess. In this case, we consider two cases: with the absence and presence of positive current feedback.

Для доказательства запишем уравнения, поясняющие работу ИГС при формировании момента СМ
I

Figure 00000003
= M + Mв; (1)
M = Cмi; (2)
U = (r+r1)i+Ce
Figure 00000004
; (3)
U = (-K1K2K3 α + K6r1i)K4K5, (4)
где
(1) - уравнение относительно оси стабилизации;
(2) - уравнение моментов СМ;
(3) - уравнение напряжений для СМ;
(4) - уравнение усилителей стабилизации;
I - момент инерции относительно оси стабилизации;
Cм, Ce - коэффициенты момента и противоэдс СМ;
M - момент на валу СМ;
Mв - возмущающий момент;
U - напряжение на выходе усилителя стабилизации.For proof, we write equations explaining the operation of the IHC when forming the moment of SM
I
Figure 00000003
= M + M in ; (1)
M = C m i; (2)
U = (r + r 1 ) i + C e
Figure 00000004
; (3)
U = (-K 1 K 2 K 3 α + K 6 r 1 i) K 4 K 5 , (4)
Where
(1) - equation with respect to the stabilization axis;
(2) - equation of moments of SM;
(3) - stress equation for SM;
(4) - equation of stabilization amplifiers;
I - moment of inertia relative to the axis of stabilization;
C m , C e - moment coefficients and CM countermeasures;
M is the moment on the SM shaft;
M in - disturbing moment;
U is the voltage at the output of the stabilization amplifier.

Для анализа достаточно найти выражение для тока стабилизирующего мотора
i = -(K1K2K3K4K5 α + Ce

Figure 00000005
)/((r+r1)-K4K5K6r1), (5)
подставляя которое в (1), получим
Figure 00000006

где
K= Cм(K1K2K3K4K5)/ (r+r1(1-K4K5K6)) - крутизна контура стабилизации по моменту;
Kд=Ce/(r+r1(1-K4K5K6)) - коэффициент демпфирования относительно оси стабилизации.For analysis, it is enough to find the expression for the current of the stabilizing motor
i = - (K 1 K 2 K 3 K 4 K 5 α + C e
Figure 00000005
) / ((r + r 1 ) -K 4 K 5 K 6 r 1 ), (5)
substituting which in (1), we obtain
Figure 00000006

Where
K = C m (K 1 K 2 K 3 K 4 K 5 ) / (r + r 1 (1-K 4 K 5 K 6 )) - the slope of the stabilization circuit in time;
K d = C e / (r + r 1 (1-K 4 K 5 K 6 )) is the damping coefficient relative to the stabilization axis.

Если разделить все члены уравнения (6) на Kд, то получим иную форму записи уравнения (6), часто используемую при исследовании подобных систем

Figure 00000007

где
T = I/Kд - постоянная времени платформы;
Kw= K/Kд= (CмK1K2K3K4K5)/ Ce - добротность ИГС, как следящей системы по скорости;
αy = Mв/K - статическая ошибка, характеризующая точность стабилизации при действии постоянного возмущающего момента.If we divide all the terms of equation (6) by K d , we get a different form of writing equation (6), often used in the study of such systems
Figure 00000007

Where
T = I / K d - platform time constant;
K w = K / K d = (C m K 1 K 2 K 3 K 4 K 5 ) / C e - Q factor of the IHS as a tracking system in speed;
α y = M in / K is a static error characterizing the accuracy of stabilization under the action of a constant disturbing moment.

Дальнейшие оценки будем производить для двух случаев, когда отсутствует и когда присутствует положительная обратная связь по току. Further estimates will be made for two cases when there is no and when there is a positive current feedback.

Случай 1. Сопротивление r1= 0 и соответственно отсутствует масштабный усилитель (16) (соответствует прототипу).Case 1. The resistance r 1 = 0 and, accordingly, there is no scale amplifier (16) (corresponds to the prototype).

Соответствующие параметры уравнений (6) и (7) при этом принимают вид (в скобках указывается условие):
K(r1=0)=(CмK1K2K3K4K5)/r; (8)
Kд(r1=0)=Ce/r; (9)
Kw(r1=0)=Cм/ (CeK1K2K3K4K5); (10)
T(r1=0)=Ir/Ce; (11)
Случай 2. Сопротивление r1 ≠ 0 и положительная обратная связь по току организуется через масштабный усилитель (16).
The corresponding parameters of equations (6) and (7) in this case take the form (the condition is indicated in brackets):
K (r 1 = 0) = (C m K 1 K 2 K 3 K 4 K 5 ) / r; (eight)
K d (r 1 = 0) = C e / r; (nine)
K w (r 1 = 0) = C m / (C e K 1 K 2 K 3 K 4 K 5 ); (ten)
T (r 1 = 0) = Ir / C e ; (eleven)
Case 2. The resistance r 1 ≠ 0 and the positive current feedback are organized through a scale amplifier (16).

K(r1 ≠ 0)= (CмK1K2K3K4K5)/ (r+r1(1-K4K5K6)); (12)
Kд(r1 ≠ 0)= Cе/(r+r1(1-K4K5K6)); (13)
Kw(r1 ≠ 0)=Cм/ (CeK1K2K3K4K5); (14)
T(r1 ≠ 0)=(I(r+r1(1-K4K5K6)))/Ce; (15)
Из сравнения параметров (8) - (11) и (12) - (15) можно сделать следующие выводы:
1. Крутизна K контура стабилизации и коэффициент демпфирования существенно зависят от наличия положительной обратной связи и, соответственно, ее параметров r1 и K6.
K (r 1 ≠ 0) = (C m K 1 K 2 K 3 K 4 K 5 ) / (r + r 1 (1-K 4 K 5 K 6 )); (12)
K d (r 1 ≠ 0) = C e / (r + r 1 (1-K 4 K 5 K 6 )); (13)
K w (r 1 ≠ 0) = C m / (C e K 1 K 2 K 3 K 4 K 5 ); (fourteen)
T (r 1 ≠ 0) = (I (r + r 1 (1-K 4 K 5 K 6 ))) / C e ; (15)
From a comparison of parameters (8) - (11) and (12) - (15), we can draw the following conclusions:
1. The steepness K of the stabilization circuit and the damping coefficient substantially depend on the presence of positive feedback and, accordingly, its parameters r 1 and K 6 .

2. Постоянная времени T также существенно зависит от r1 и K6.2. The time constant T also substantially depends on r 1 and K 6 .

3. Добротность по скорости не зависит от наличия положительной обратной связи. 3. The quality factor in speed does not depend on the presence of positive feedback.

4. Статическая точность (ошибка) и, соответственно, динамическая точность также существенно зависят от введения положительной обратной связи по току. 4. Static accuracy (error) and, accordingly, dynamic accuracy also significantly depend on the introduction of positive current feedback.

5. Подбирая r1 и K6, можно получить желаемые точностные характеристики и значительно упростить задачу нахождения вида корректирующих звеньев, которые обычно включают в усилитель напряжения (14) и усилитель мощности (15), для обеспечения заданных запасов устойчивости по фазе и амплитуде.5. Selecting r 1 and K 6 , it is possible to obtain the desired accuracy characteristics and greatly simplify the task of finding the type of corrective links, which are usually included in the voltage amplifier (14) and power amplifier (15), to ensure the given stability margins in phase and amplitude.

При построении контура стабилизации ИГС с положительной обратной связью по току CM можно считать K4 и K5 заданными, а r1 и K6 следует задавать из дополнительных условий, например из значения коэффициента увеличения крутизны и коэффициента демпфирования, который обозначим N
N = (K(r1 ≠ 0))/(K(r1=0))=Kд(r1 ≠ 0)/ (Kд(r1=0))=r/(r+(1-K4K5K6)-r1). (16)
Из выражения (16) находим коэффициент передачи масштабного усилителя
K6((N-1)r+Nr1)/(Nr1S), (17)
где
S = K4K5 - коэффициент усиления между выходом сумматора и выходом усилителя мощности или в более общем виде коэффициент усиления между точкой подключения масштабного усилителя к усилителю стабилизации и его выходом.
When constructing an IHC stabilization loop with positive current feedback CM, K 4 and K 5 can be considered set, and r 1 and K 6 should be set from additional conditions, for example, from the value of the slope increase coefficient and damping coefficient, which we denote by N
N = (K (r 1 ≠ 0)) / (K (r 1 = 0)) = K d (r 1 ≠ 0) / (K d (r 1 = 0)) = r / (r + (1-K 4 K 5 K 6 ) -r 1 ). (sixteen)
From expression (16) we find the transfer coefficient of the scale amplifier
K 6 ((N-1) r + Nr 1 ) / (Nr 1 S), (17)
Where
S = K 4 K 5 is the gain between the output of the adder and the output of the power amplifier or, more generally, the gain between the point of connection of the large-scale amplifier to the stabilization amplifier and its output.

Выражение (17) вводится в формулу изобретения как выражение взаимосвязи параметров усилителя стабилизации, сопротивлений цепи управления СМ и коэффициента повышения точности стабилизации. Expression (17) is introduced into the claims as an expression of the relationship between the parameters of the stabilization amplifier, the resistances of the control circuit SM and the coefficient of increase in the accuracy of stabilization.

Следует также отметить назначение контура электрического арретирования, который обеспечивает невыбиваемость гироскопа - арретирование гироузла 4 относительно избыточной оси - оси его подвеса. В исходном положении вектор H перпендикулярен плоскости наружной рамки 3. Если по каким-либо причинам перпендикулярность нарушена, то датчик угла 6 выдает сигнал на усилитель 7, который управляет датчиком момента 8. Датчик момента создает момент, заставляющий прецессировать гироскоп вокруг оси гироузла 4 в сторону уменьшения сигнала с датчика угла 6. It should also be noted the purpose of the circuit of electric arresting, which ensures the stability of the gyroscope - arresting gyro 4 relative to the excess axis - the axis of its suspension. In the initial position, the vector H is perpendicular to the plane of the outer frame 3. If for some reason the perpendicularity is violated, the angle sensor 6 provides a signal to the amplifier 7, which controls the torque sensor 8. The torque sensor creates a moment that forces the gyroscope to precess around the axis of the gyro 4 to the side decrease the signal from the angle sensor 6.

Пример. B примере рассмотрим одноосный ИГС с безредукторным приводом, когда СМ является двигателем постоянного тока с независимым возбуждением от постоянных магнитов серии ДМ. Подобные ИГС находят широкое применение, например при построении гироскопических инклинометров, когда полезной нагрузкой служат акселерометры и к точности стабилизации предъявляются жесткие требования. Example. In an example, we consider a uniaxial IHS with a gearless drive, when the SM is a direct current motor with independent excitation from permanent magnets of the DM series. Such IHSs are widely used, for example, in the construction of gyroscopic inclinometers, when accelerometers serve as a payload and strict requirements are imposed on the stabilization accuracy.

Исходные данные: r = 20 Ом; r1 = Ом; S = 20.Initial data: r = 20 Ohms; r 1 = Ohm; S = 20.

Задаваясь различными N, получим:
N = 2, K6 = 0,3.
Given various N, we get:
N = 2, K 6 = 0.3.

N = 5, K6 = 0,45.N = 5, K 6 = 0.45.

N = 10, K6 = 0,5.N = 10, K 6 = 0.5.

Так как из (11) и (15) следует, что T(r1=0)=T(r=0)/N, то постоянная времени T будет при этом уменьшаться соответственно в 2, 5 и 10 раз.Since it follows from (11) and (15) that T (r 1 = 0) = T (r = 0) / N, the time constant T will decrease by 2, 5, and 10 times, respectively.

В лабораторном экземпляре ИГС коэффициент N =7. Этого оказалось достаточно, чтобы обеспечить заданную точность стабилизации и подобрать эффективную коррекцию, обеспечивающую запас по фазе не менее 40o, а запас по амплитуде - порядка 18 дБ.In a laboratory specimen of IHS, the coefficient N = 7. This turned out to be enough to ensure the given stabilization accuracy and to select an effective correction that provides a phase margin of at least 40 o , and an amplitude margin of about 18 dB.

Claims (1)

Гиростабилизатор, состоящий из платформы в одноосном подвесе, с осью которой кинематически связан стабилизирующий мотор, установленного на платформе трехстепенного гироскопа с датчиками угла и датчиками момента по каждой оси его подвеса, причем один из датчиков угла через усилитель арретирования подключен к соответствующему датчику момента, датчик угла, установленный на оси, параллельной оси подвеса платформы, подключен к одному из входов усилителя стабилизации, выход которого соединен с обмоткой управления стабилизирующего мотора, а усилитель стабилизации содержит последовательно включенные предварительный усилитель, фазочувствительный выпрямитель, усилитель напряжения и усилитель мощности, отличающийся тем, что в усилитель стабилизации между фазочувствительным выпрямителем и усилителем напряжения введен сумматор, а последовательно обмотке управления стабилизирующего мотора подключен резистор, который по типу положительной обратной связи через дополнительно введенный масштабный усилитель подключен к неинвертирующему входу сумматора, инвертирующий вход которого соединен с выходом фазочувствительного выпрямителя, при этом коэффициент передачи масштабного усилителя определяется из соотношения
(N - 1)r + Nr1) / Nsr1,
где N - коэффициент повышения статической точности и демфирования относительно оси подвеса платформы;
r, r1 - активные сопротивления обмотки управления стабилизирующего мотора и резистора;
S - коэффициент усиления от точки подключения масштабного усилителя к усилителю стабилизации до его выхода.
Gyrostabilizer, consisting of a platform in a uniaxial suspension, with the axis of which a stabilizing motor is kinematically connected, mounted on the platform of a three-stage gyroscope with angle sensors and torque sensors on each axis of its suspension, and one of the angle sensors is connected to the corresponding torque sensor through an arresting amplifier, an angle sensor mounted on an axis parallel to the suspension axis of the platform is connected to one of the inputs of the stabilization amplifier, the output of which is connected to the control winding of the stabilizing motor, the stabilization amplifier contains a series pre-amplifier, a phase-sensitive rectifier, a voltage amplifier and a power amplifier, characterized in that an adder is inserted into the stabilization amplifier between the phase-sensitive rectifier and the voltage amplifier, and a resistor is connected in series to the control winding of the stabilizing motor, which is additionally positively coupled via an additional feedback the entered scale amplifier is connected to the non-inverting input of the adder, the inverting input otorrhea connected to the output of phase-sensitive rectifier, the transmission coefficient scaling amplifier is determined by the relation
(N - 1) r + Nr 1 ) / Nsr 1 ,
where N is the coefficient of increase of static accuracy and damping relative to the axis of suspension of the platform;
r, r 1 - active resistance of the control winding of the stabilizing motor and resistor;
S is the gain from the point of connection of the large-scale amplifier to the stabilization amplifier to its output.
RU96118803A 1996-09-23 1996-09-23 Indicator gyrostabilizer RU2117915C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96118803A RU2117915C1 (en) 1996-09-23 1996-09-23 Indicator gyrostabilizer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96118803A RU2117915C1 (en) 1996-09-23 1996-09-23 Indicator gyrostabilizer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2117915C1 true RU2117915C1 (en) 1998-08-20
RU96118803A RU96118803A (en) 1998-12-20

Family

ID=20185655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96118803A RU2117915C1 (en) 1996-09-23 1996-09-23 Indicator gyrostabilizer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2117915C1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2327955C1 (en) * 2006-11-20 2008-06-27 Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") Method of gyrostabiliser synchronous gyromotor control and related device
RU2366896C1 (en) * 2008-01-09 2009-09-10 Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") Gyroscopic indicator platform
RU2391630C2 (en) * 2008-07-01 2010-06-10 Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") Method for control of indicator gyroscopic platform and indicator gyroscopic platform
RU2399960C1 (en) * 2009-06-01 2010-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева Demonstration gyrostabiliser
RU2499224C1 (en) * 2012-03-28 2013-11-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" Gyroinertial module of gyroscopic inclinometer
RU2614924C1 (en) * 2015-12-31 2017-03-30 Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") Method of stabilising gyroscopic platform and device therefor
RU2750027C1 (en) * 2020-11-17 2021-06-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" Uniaxial horizontal indicator gyrostabilizer
RU2796398C1 (en) * 2023-01-10 2023-05-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Indicator gyrostabilizer

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4472978A (en) * 1981-05-29 1984-09-25 Sperry Corporation Stabilized gyrocompass

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4472978A (en) * 1981-05-29 1984-09-25 Sperry Corporation Stabilized gyrocompass

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Стабилизатор гироскопический Б-51: Техническое описание 6 Ш2.564.005 ТО, 1975. Инерциальная курсовертикаль ИКВ-1: Техническое описание, 1977, с.102 - 109. Индикаторные гироскопические платформы. / Под ред. А.Д.Александрова. - М: Машиностроение, 1979, с.7 - 12. *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2327955C1 (en) * 2006-11-20 2008-06-27 Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") Method of gyrostabiliser synchronous gyromotor control and related device
RU2366896C1 (en) * 2008-01-09 2009-09-10 Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") Gyroscopic indicator platform
RU2391630C2 (en) * 2008-07-01 2010-06-10 Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") Method for control of indicator gyroscopic platform and indicator gyroscopic platform
RU2399960C1 (en) * 2009-06-01 2010-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева Demonstration gyrostabiliser
RU2499224C1 (en) * 2012-03-28 2013-11-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" Gyroinertial module of gyroscopic inclinometer
RU2614924C1 (en) * 2015-12-31 2017-03-30 Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") Method of stabilising gyroscopic platform and device therefor
RU2750027C1 (en) * 2020-11-17 2021-06-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" Uniaxial horizontal indicator gyrostabilizer
RU2801138C1 (en) * 2022-11-29 2023-08-02 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Biaxial indicator gyrostabilizer
RU2796398C1 (en) * 2023-01-10 2023-05-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Indicator gyrostabilizer
RU2829814C1 (en) * 2024-06-04 2024-11-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Indicator gyrostabilizer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Valliant The LaCoste & Romberg air/sea gravity meter: an overview
US3543587A (en) Gyroscopic instrument
US3703999A (en) Wide band stabilizer
US4611491A (en) Accelerometer system
US4472978A (en) Stabilized gyrocompass
JPS58500216A (en) gyroscope compass
CN112710328B (en) Error calibration method of four-axis redundant inertial navigation system
RU2117915C1 (en) Indicator gyrostabilizer
US3474672A (en) Stabilized platform for gravimeter
JPS6057702A (en) 3-axis antenna trestle for ship
RU2102785C1 (en) Sighting line stabilizing system
US6849980B1 (en) Cross plane wide-gap motor system for gimbal
US20090064805A1 (en) Method of keeping the direction given and device for its implementation
JP3030788B2 (en) Gyro compass
RU2142643C1 (en) Wide-range bed to test angular velocity meters
RU2339002C1 (en) Method of evaluation of navigation parameters of operated mobile objects and related device for implementation thereof
US4180916A (en) Gyroscopic instruments
US3555692A (en) Speed, latitude and acceleration compensation of a ballistic gyrocompass
GB2311372A (en) A balancing mechanism for providing controlled leveling and stabilization of a gimballed platform on moving equipment
JPS6318123B2 (en)
RU2750027C1 (en) Uniaxial horizontal indicator gyrostabilizer
US4055901A (en) Gyrocompass
RU2011171C1 (en) Single-axis gyro stabilizer
RU2787311C1 (en) Control device for stabilizing course-vertical motors
US3863357A (en) Power driven band clamp for pendulous north seeking gyroscopes