Преобразователь информации динамически настраиваемого гироскопа

(51)5 6 01 С 19/56 ТЕНТНО ОСУДАРСТВЕ ННО ЕДОМСТВО ССС ОСПАТЕНТ СССР ЕТ"сзт ОПИСАНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ИНФОРМАЦИИДИНАМИЧ ЕСКИ НАСТРАИ ВАЕМО ГО ГИРОСКОПА(57) Изобретение относится к гироскопии иможет быть использовано в системах инерциального управления, Целью изобретенияявляется повышенде быстродействия измерения абсолютной угловой скорости основания гироскопа. Вал гироскопа вместе сротором, датчиком угла, дисками, приведен Изобретение относится к гироскопии и может быть использовано в системах инерциального управления.Известны преобразователи информации (ПИ) динамически настраиваемых гироскопов (ДН Г), содержащие датчик угла (ДУ) гироскопа, генератор опорного сигнала (ГОС и фазовый дискриминатор (ФД).ПИ предназначены для преобразования напряжения, модулированного с частотой вращения Й вала гироскопа, в постоянное напряжение, пропорциональное постоянной. входной угловой скорости основания ДНГ.Недостатком известных преобразователей является низкое быстродействие ня.И и 1 779929 А 1 во вращение с постоянной скоростью вокруг оси Х. При этом постоянные магниты, проходя под считывающими головками, генерируют в них опорные сигналы, изменяющиеся по закону зи И 1, з 1 п 3 Ис, зп 5. Ит, зи 7 И соответственно и поступающие нз вторые входы фазовых дискриминаторов. При вращении основания гироскопа возникающий на выходе датчика угла сигнал поступает нз первые входы фазовыхдискриминаторов, В результате перемножения опорных сигналов и сигнала с датчика угла в фазовых дискриминаторах и после суммирования вновь полученных сигналов в сумматоре вырабатывается сигнал с частотой пульсации не ниже (2 п + 2) Й, где и - число введенных дисков, Это позволяет расширить полосу пропусками фильтра нижних частот, включенного на выходе сумматора, и следовательно, повысить быстродействие преобразователя информации. 2 ил. вследствие высокого уровня пульсаций коэффициента преобразования ПИ на двой- О ной частоте вращения 2 И вала гироскопа, что существенно снижает полосу пропускания ПИ и соответственно резко уменьшает быстродействие измерения угловой скорости основания гироскопа.Известен ПИ ДНГ, содержащий ДУ, )ив ГОС, ФД, ГОС содержит считывающую голо- а вку (СГ) (катушку) в основании и два постоянных магнита на вращающейся части гироскопа.Недостатком известного ПИ является низкое бцстродействие, обусловленное стопроцентными пульсациями коэффициента преобразования на частоте 2 Й при посто янной входной угловой скорости основания ДНГ, В результате не обеспечивается быстродействие измерения угловой скорости основания гироскопа.Целью настоящего изобретения является повышение быстродействия измерения абсолютной угловой сорост осоа гироскопа.На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого ПИ; на фиг.2 - схема ДНГ с элементами предлагаемого преобразователя, где 1 - датчик угла, 2 - фазовый дискриминатор; 3 - считывающая головка; 4 - вал;5 - диск; 6 и 7 - постоянные магниты; 8 - основание; 9 - подшипники; 10 - внутренние торсионц; 11 - наружные тарсионы; 12 - кольцо; 13 - ротор; 14, 15 и 16 - введенные фазовые дискриминаторы; 17, 18 и 19 - введенные считывающие головки; 20-сумматор;21 - фильтр нижних частот; 22, 23 и 24 - введенные диски; 25 - постоянные магниты введенных дисков.Преобразователь информации ДНГ (фиг.1) содержит ДУ 1, ФД 2, СГ 3. Соответственно СГ 3 на валу 4 ДНГ (фиг,2) установлен диск 5 с двумя постоянными магнитами (ПМ) 6 и 7 противоположной полярности, расположениыми через 180 по диаметру диска. ДУ 1 также расположен на валу (фиг,2), ФД 2, и СГ 3 установлены в основании 8 ДН Г. Элементы съема сигнала с ДУ на основание (на вход ФД 2) на фиг,2 не показаны. Вал 4 установлен в основании с помощью подшипников 9. На валу с помощью двух пар внутренних 10 и наружных 11 упругих торсионов, а также кольца 12 укреплен ротор 13 - носитель кинематической энергии ДНГ. Ротор выполнен с неравными экваториальными моментами инерции относительно взаимно ортогональных осей У ; Е(осей торсионов 10 и 11), перпендикулярных оси приводного вращения вала Х. Ротор установлен соответственно ДУ 1, измеряющего колебания ротора относительно вала.Преобразователь информации также содержит дополнительно и ФД 14, 15 и 16(на чертеже в качестве примера принято а=3), п СГ 17, 18 и 19, сумматор 20, фильтр;. ижних частот (ФНЧ) 21,установленные в основании, На валу 4,соответственно СГ 17, 8 и 19 установлены дополнительно и дисков 22, 23, 24 с ПМ 25. ПМ 25 равномернорасположены по диаметру дисков 22, 23 и24 и имеют поочередно противоположную гголярность, а число ПМ дисков 22, 23 и 24 равно соответственно 4 п+2, где и - номер введенного диска (диск 22 имеет 6 магнитов, диск 23 - 10 магнитов, диск 24 - 14 магнитов). Маг нит 6 диска 5 и один из одно именных с ним магнитов каждого из дисков 22, 23 и 24 расположены в плоскости ХОЕ, проходящей через ось наружных торсионов 11 и ось вала Х, что обеспечивает сфазированность всех опорных сигналов с колебаниями ротора 13, содержащими информацию о входной угловой скорости. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Выход ДУ 1 соединен с первыми входами ФД 2, 14, 15 и 16, вторые входы которых с подключены к СГ 3, 17, 18 и 19, а выходы всех ФД соединены с соответствующими входами сумматора 20, выход которого подключен к входу Ф НЧ 21.Вал 4 вместе с ротором 13, ДУ 1, дисками 5, 22, 23 и 24 приведен во,вращение с постоянной скоростью вокруг оси Х. При этом ПМ 6, 7 и 25, проходя под СГ 3, 17, 18 и 19, генерируют в них опорные сигналы, изменяющиеся по закону зи И 1, зп 3 Ит, зи 5 И 1, зи 7 Ит соответственно. Эти сигналы поступают на вторые входы ФД 2, 14, 15 и 16.При вращении основания с абсолютной угловой скоростью, вектор, которой расположен в плоскости, ортогональной оси Х, возникают колебания ротора 13. Амплитуду этих колебаний измеряют ДУ 1, выходной сигнал которого поступает на первые входы ФД 2, 14, 15 и 16, ФД производят умножения входного сигнала на соответствующие опорные сигналы и выдачу выходных сигналов на входы сумматора 20, сигнал с выхода которого после фильтрации ФНЧ 21 является выходным сигналом преобразователя информации.Формула изобретения Преобразователь информации динамически настраиваемого гироскопа, включающего вал, корпус, торсионы и датчик угла, содержащий диск, два постоянных магнита, считывающую головку, фазовый дискриминатор с двумя входами, причем диск закреплен на валу динамически настраиваемого гироскопа, два постоянных магнита закреплены диаметрально противоположно на диске, считывающая головка закреплена на корпусе с зазором по отношению к диску, выход датчика угла соединен с первым входом фазового дискриминатора, второй вход которого соединен с выходом считывающей головки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, дополнительно введено п фазовых дискриминаторов, и считывающих головок, сумматор с и+1 входами, фильтр нижних частот, и дисков с закрепленными на каждом равномерно по окружности 4 п+2 постоянными магнитами с чередованием их полярности, где п - номервведенного диска, причем вновь введенные диски закреплены на валу динамически настраиваемого гироскопа, полярность первого постоянного магнита из 4 п + 2 постоянных магнитов каждого вновь введенного диска одноименна полярности первого постоянного магнита диска с двумя постоянными магнитами, а все первые постоянные магниты расположены в одной плоскости, проходящей через ось вала и одну мэ осей торсионов гироскопа, вновь введенные и считывающих головок расположены с зазором относительно соответствующих и вновь веденных дисков, выход датчика угла дополнительно соединен с первыми вхо- Б дами каждого из вновь введенных и фазовыхдискриминаторов, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих и считывающих головок, выходы фазовых дискриминаторов соединены с соответствую щими и+1 входами сумматора, выход которогосоединен с фильтром нижних частот.-издательский комбинат "Патент", г, ужгород, ул.Гагарина, 101 эводствен аказ 4429 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5