Гирокомпас
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
(5)5 6 01 С 19/38 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АТЕНТУ 33-36 втоматики им.Г,И,П уцкий А.В., Дедок И,А., ущик В,П., Старицкий матики им. Г,(57) Изобретение от боростроениюимо стемах навигации определения курса вышение точности щении его фун Динамически наст датчиками момента и 5 и акселерометр форме 6, которая п носится к морск жет использоват одвижных объе Цель изобретен гирокомпаса пр кциональной аиваемый гиро 2 и 3 и датчикам 3 расположены о двум осям ста ому при- ЬСЯ ВСИ- ктов для ия - пои упросхемы. скоп 1 с и угла 4 на плат- билизи/ф Комитет Российской Федерации по патентам и товарнымзиакам.ЮЛ 2000542 С рована с помощью блоков 7 и 8 формирования сигнала стабилизации и двигателей стабилизации 9 и 10 по сигналам соответствующих датчиков углов гироскопа, а по третьей оси - с помощью дополнительной рамы подвеса 11 со смещенным центром тяжести и демпфера 13. Блок 14 формирования управляющих и корректирующих сигналов по информации с акселерометра, датчик курса 16, а также измерителей широты места и курса объекта осуществляет управление и коррекцию гирокомпаса подачей сигналов на датчики момента 4 и 5 гироскопа. В случае действия качки или постоянных наклонов объекта вокруг оси вращения ротора гироскопа рама со смещенным центром тяжести и демпфер осуществляют маятниковую стабилизацию платформы вокруг назВанной оси, что в конечном итоге уменьшает погрешности гирокомпаса, вызванные качкой или постоянными наклонами объекта, 1 ил, 2000542Изобретение относится к морскому приборостроению и может использоваться в системах навигации подвижных объектов для определения курса.Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является гирокомпас ВоЬегтвоп ЯКЯ, построенный на индикаторном гиростабилизаторе, использующем динамически настраиваемый гироскоп, Чувствительный элемент данного прибора расположен на платформе с двух. осным кардановым подвесом, стабилизируемым двигателями стабилизации, расположенными в цапфэх карадэновых рам, по сигналам датчиков углов динамически настраиваемого гироскопа 1 ДНГ), Управление положением ротора гироскопа осуществляется датчиками моментов ДНГ по сигналам двух акселерометров, расположенных взаимно перпендикулярно нэ платформе, и внешней информации о скорости, широте и текущем курсе объекта, Первый экселерометр расположен так, что его ось чувствительности параллельно главной оси гироскопа, Второй акселерометр является датчиком угла наклона платформы вокруг оси вращения ротора ДНГ,Недостатком известного гирокомпаса является появление значительных погрешностей, вызванных двухосной схемой карданового подвеса платформы при постоянных наклонах основания и качке объекта. Такими погрешностями являются: методическая погрешность, вызванная наклоном основания вокруг оси вращения ротора гироскопа Ьа =уяр, где у - угол постоянного наклона основания, о - широта места; - кардановая погрешность; систематическая погрешность, вызванная качкой объекта;Фй) =- - й)%)ЯВОЙ1Чгде ч - угловая скорость вращения земли, у - угол качки; - погрешности, вызванные дрейфами ДНГ, которые зависят от ускорения.Для алгоритмической компенсации данных погрешностей контуром компенсации служит информация второго акселерометра. Попытка компенсировать систематические погрешности, вызванные качкой объекта, приводят к усложнению контура компенсации, Однако испытания гирокомпаса ЯКВна стенде Скорсби показали, что прибор имеет значительные систематически погрешности (1-1,20) на интер- кардинальных и главн.х румбах.Для устранения указанных недостатков прототипа в гирокомпас, содержащий динэ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 мически настраиваемый гироскоп с двуля датчиками моментов и двумя датчиками уг. лэ, расположенный на платформе в кардэновом подвесе, стабилизируемом относительно двух осей подвеса с помощью двух блоков формирования сигналов стабилизации и двух двигателей стабилизации по сигналам соответствующих датчиков углов гироскопа, а также акселерометр, ось чувствительности которого параллельна главной оси гироскопа, датчик курса и блок форлирования управляющих и корректирующих сигналов, первый вход которого соединен с выходом второго акселерометра, второй вход - с выходом датчика курса, а третий и четвертый входы - с источниками информации о широте места и скорости объекта, выходы блока формулирования управляющих и корректирующих сигналов соединены с датчиками момента гироскопа, введена дополнительная рама подвеса со смещенным вниз центром тяжести для обеспечения маятниковой стабилизации платформы относительно третьей оси подвеса. совпадающей с осью вращения ротора гироскопа. Для успокоения угловых колебаний вокруг этой оси введен демпфер.Введение маятниковой стабилизации платформы вокруг оси вращения ротора гироскопа позволяет уменьшить угол у и, наклона платформы относительно данной оси. Как следует из перечисленных выше выражений погрешностей гирокомпаса, вызванных постоянными и переменными наклонами по углу у, введение дополнительной рамы подвеса уменьшает зти погрешности. Следовательно, отсутствует необходимость в их алгоритмической компенсации и, как следствие, не необходимости в наличии датчика наклонов, которым является второй акселерометр у прототипа,Сущность изобретения поясняется принципиальной схемой гирокомпаса на чертеже,Гирокомпас содержит динамически настраиваемый гироскоп 1 с датчиками молента 2 и 3 и датчиками углов 4 и 5, измеряющими отклонение ротора гироскопа относительно его корпуса. Гироскоп расположен на платформе 6 в трехосном кардансвом подвесе, стабилизированном по двух осям блоками 7 и 8 формирования сигналов стабилизации и двигателями стабилизации 9 и 10, расположенными в двух цапфах карданова подвесэ, по сигналам соответствующих датчиков угла гироскопа, а по третьей оси стабилизированным дополнительной рамой подвеся 11 со склещенным вниз центром тяжести пт. ит.льно оси5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ердцения рдлы, Депфер 12. рдсположенныи н (дпфдх подеесд рами, демпф 4)ут копебдния данной рамы, Г 1 д плдтформе размещен дкселерометр 13, являкщийся датчиком ндклод плдтфоры относительно плоскости горизотд, Акселероетр связан с блокол 14 формирования уграеляющих и корректирующих сигналов, в который поступает, кроме того, информация о скорости обьекта, его широте местд и текущем курсе. Блок 14 формирует управляющие и корректирующие сгнал который поступаютд датчики момета гироскопа, Нд корпусе прибора 15 расположен датчик курса 16, подвижная часть которого связана с вертикальной осью вращения карданова подвесд, внешняя рама которого является укдздтелем меридиана.Гироколпдс работает спедующим образом. При отклонении оси гирокомпаса от меридиана нд кдкой-то угол а у гироскопа 1, установленного на платформе б, глденач ось начинает отклоняться от горизонтдльной плоскости со скоростью Чсов р зп а, При наклоне оси кинематичсского мометд гироскопа относительно платформы возникает сигнал датчика угла 4, который поступает на блок 7 форлировэния и стабилизации, д затем на двигатель стабилизации 9. Последний разворачивает платформу до тех пор, пока не исчезнет угловое рассогласование между осью гироскопа и платформой, В результате платформа отлеживает наклон гироскопа относительно оси вращения, а сигнал акселерометра 13, пропорциональный углу наклона платформы над плоскостью горизонта, поступает в блок 14 формирования управляющих и корректирующих сигндлое, где формируются сигналы управления в датчики момента гироскопа 2 и 3. Последние создают прецессионное движение гироскопа по азимуту, направленное к меридиану, а по высоте - к плоскости горизонта. Широтная и скоростная коррекция формируется в блоке 14 по информации о скорости обьектд Ч, его широте ри курсе К, Так, азимутальная коррекция создает прецессию со скоростью Чепчр+ - впКц и, где В - радиус Земли.ЙГоризонтальная коррекция создает прецесчсию со скоростью - созК. ВозникдощееВугловое рассогласование между осью гироскопа и кдрддноеым подвесом платформы устраняется двигателями стабилизации 9 и 10 по сигналам датчиков углд гироскопд 4 и 5 и блоков 7 и 8. Дпя стабилизации платформы относительно о-.и ерацения ротора гироскопд и.пользуется дпол пьндя рдмдсдеесд 11 со смещенным енз оноситель. о оси ращения центром тяжести, Для ус. п,.ко, ия колебд дппопнительнои рамы используется делпфер 12. Таки обрдзол.еер;и:дльндя рама карданова подееса от. с,е:едет движение оси гироскопа я азимут и является указателем леридианд, а дгчик 16 является датчиком курса, В случае действия качки динамику введенной рамы со смещенным центром тяжести и демпфером можно рдсслатривать как реакцию ко. лабдтельного звена на переменное еозд.;стене, которьм является угол качки. Оееидно, что в результате воздействия малпиковый стабилизации угол наклона платформы тем меньше. чем выше частотд качки,При постоянном наклоне обьекта вокруг оси киелатического момента гироскопа ееденая рама парируетданный наклон с погрешностью из-за зоны застоя, еызеанчюй трением в осях подвесе рамы, Однако дадя погре юность значительно леньше, чем погрешность йк =-)Щр,Кроме того, благодаря еведеию дополнительной раль со смещенным центром тяжести упрощается функциондльнэя схема гирокомпаса, так как отсутствует необходимость второго акселерометра и алгоритмической компенсации наклонов объекта вокруг оси вращения гироскопа,Таким образом, достигается повышение точности гирокомпаса при качке и постоянных наклонах основания и упрощение его функциональной схемы.Формула изобретения Гирокомпас. содержащий платформу в кдрдановом подвесе, динамически настраиедемый гироскоп с двумя датчиками угла и дьумя датчиками момента и акселерометр, расположенные на платформе. два двигателя стабилизации, установленные по осям карданова подвеса, датчик курса. два блока формирования сигнала стабилизации и блок формирования управляющих и корректирующих сигналов, при этол ось чувствительности акселерометра параллельна главной оси гироскопа, выходы датчиков угла гироскопа соединены через соответствующие блоки формирования стабилизации с соответствующими двигателями стабилизации, выход акселерометра соединен с первым входом блока формирования управляющих и корректируощих сигналов, с вторым входом которого соединен выход датчика курса, третий и четвертый входы блока форлнрования управляющих и корректирующих сигналов соединены с источниками сигналов о идзоте места и скорости обьектд д выходы бл ка формирования упрделяох и кор2000542 ректирующих сигналов соединены с датчиками момента гироскопа, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в него введены дополнительная рама подвесв и демпфер, установленный по Составитель А, ТереховТехред М.Моргентал Корректор М, Ткач Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5ее оси, при этом ось дополнительной рамы совпадает с осью вращения ротора гироскопа. а центр тяжести дополнительной рамы смещен вниз относительно центра подвеса,
СмотретьЗаявка
05009785, 20.11.1991
Киевский завод автоматики им. Г. И. Петровского
Аврутов Вадим Викторович, Збруцкий Александр Васильевич, Дедок Игорь Алексеевич, Шемелин Анатолий Валентинович, Андрущик Владимир Петрович, Старицкий Лев Павлович
МПК / Метки
МПК: G01C 19/38
Метки: гирокомпас
Опубликовано: 07.09.1993
Код ссылки
<a href="https://patents.su/4-2000542-girokompas.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Гирокомпас</a>
Предыдущий патент: Скважинный глубинный репер
Следующий патент: Волоконно-оптический гироскоп
Случайный патент: Полосовой фильтр