RU2117915C1 - Indicator gyrostabilizer - Google Patents
Indicator gyrostabilizer Download PDFInfo
- 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
Links
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims abstract description 47
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims abstract description 47
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims abstract description 19
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 8
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 2
- 206010033101 Otorrhoea Diseases 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 abstract 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
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);
- 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);
- 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 = M + Mв; (1)
M = Cмi; (2)
U = (r+r1)i+Ce ; (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 = M + M in ; (1)
M = C m i; (2)
U = (r + r 1 ) i + C e ; (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 )/((r+r1)-K4K5K6r1), (5)
подставляя которое в (1), получим
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 ) / ((r + r 1 ) -K 4 K 5 K 6 r 1 ), (5)
substituting which in (1), we obtain
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
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
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)
(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.
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)
| 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)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4472978A (en) * | 1981-05-29 | 1984-09-25 | Sperry Corporation | Stabilized gyrocompass |
-
1996
- 1996-09-23 RU RU96118803A patent/RU2117915C1/en active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4472978A (en) * | 1981-05-29 | 1984-09-25 | Sperry Corporation | Stabilized gyrocompass |
Non-Patent Citations (1)
| 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)
| 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 |