Наземный гирокомпас

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Звявлено 18.11,76 с присоединением за 2421025/40-2 3 1 С 19/3 и Мо Государственный к СССР по делам изобретен и открытийомите 3) Приорите 28 526 088.8) 11,79, Бюллетень М публиковано ата оп описания 05,11,7 ов 2) Авторыизобретени.И.Глейзер, М.С ител есоюзный научно-исследовательский геомеханики и маркшейдерского ститут г 4) НАЗЕМНЫЙ ГИРОКОМПАС рым 5 с оятель- нижения Изобретение относится к областгироскопического приборостроенияи может быть использовано в наземных торсионных гирокомпасах,По основному авт,св, Р 550862 известен наземный гирокомпас, содержащий чунстнительный элемент с торсионным подвесом, датчик углового положения чувствительного элемента относительно корпуса гирокомпаса, программный электропривод ро" тора, временное командное устрой" ство и азимутальную следящую систему, включающую сернопривод с уси лителем, иннертор, сумматор изапоминающее устройство, причем вход инвертора через первый размыкающий контакт временного командного устройства и один вход сумматора под" 20 ключен к выходу датчика углового положения чувствительного,элемента, а выход инвертора через второй размыкающий контакт временного командного устройства подсоединен к второму входу сумматора и непосредственно к входу запоминающего устройства, выход которого через замыкающий контакт временного командного устройства соединен с втоЮ.С,Луковатый и Т,П,фролова входом сумматора, который через четвертый замыкающий контакт временного командного устройства снязан с шиной нулевого потенциала при этом выход сумматора подсоединен к усилителю сервопривода, а вход временного командного устрой" стна к выходу программного электро привода ротора. Известный:.наземный гирокомпас позволяет за время разгона ротора гиромотора добиться существенного уменьшения амплитуды устанонившихся около положения меридиана колебаний чунствительного элемента. Однако уменьшение амплитуды колебаний, которое может быть достигнуто средствами, используемыми в этом гирокомпасе, ограничиваетя влиянием вертикальной составляющей углоной скорости вращения Земли 1) и угла неортогональности /3 я между главной осью и осью симметрии, проходящей через центр тяжести и точку подвеса. Для пояснения этого ова рассмотрим уравнвни10 20 25 ын(ч ) +Ь +)1 Ф 2 ГдН(ф) е Яф - - ИС ЬС 50 н- ос 60 65 чувствительного элемента гирокомпаса во время разгона гиромотора,щЦР (1)А +ЕР(ъ)а. + Р ф-"н н Ь.( ) 1( Н+п 4) ге Н(1) - кинематический моментгирокомпасасс. " угол отклонения чувствительного элемента в азимуте;4 т 3 - маятниковый момент;Ц,У - горизонтальная и вертикальная составляющиеугловой скорости вращения землиЬ " скорость изменения кинематического момента;С - удельный момент сил упругости торсионного подвеса при кручении;время закручивания торсионного подвеса;угол неортогональностиРешение этого уравнения можно представить н виде ф К (Н,С) аС.К (Н) - +КЗ(Н)11 Ъ 6 Анализ этого выражения показывает,что даже при нулевых начальных отклонениях чувствительного эле" мента от меридиана, т.е. прис(.= 01и 4.= О, величина амплитуды колебаний. после окончания разгона ротора не равна нулю, Она определяется членами, независящими от с и пропор- циональнымиЩ и /5".Программа изменения кинематического момента Н (1) и программа изменения момента упругих сил подвеса при разгоне ротора могут быть подобраны, так, чтобы свести к нулю коэффициент при аС . Тогда величина амплитуды установйвшихся колебаний будет определяться только членами, пропорциональнымиЦф и Д" . Для маркшейдерских гирокомпасов (при условии, что выполнена предварительная балансировка чувствительного элемента) она составляет 3-15 угловых минут.Цель изобретения - повышение точности ускоренного проведения гирокомпаса, осущестнляемого за время разгона ротора.Для достижения поставленной цели известный наземный гирокомпас допслн тельно снабжен датчиком углоной скор ти вращения ротора, масштабным устройством и источником постоянного потенциала, причем датчик нулевой скорости вращения ротора соединен с сумматором через масштабное устройство, второй вход масштабного устройства подключен к выходу временного командного устройства, а третий вход масштабного устройства соединен с источником постоянного потенциала.На чертеже показаны гидродвига" тель 1, чувствительный элемент 2, торсион 3, корпус 4, зеркало 5, оптический датчик б углового положения чувствительного элемента, программный электропривод 7 ротора, временное командное устройство 8, первый размыкающий контакт 9 временного командного устройства, инвертор 10, второй размыкающий контакт 11 нременного командного устройства, запоминающее устрой" стно 12, первый замыкающий контакт 13 временного командного устройства, сумматор 14, второй замыкающий контакт 15 временного командного устройства, шина 16 нулевого потенциала, усилитель 17 сервопривода, сервопривод 18, датчик 19 угловой скорости вращения ротора, масштабное устройство 20, клемма 21 источника постоянного напряжения.В этом гирокомпасе реализуется программное изменение кинетического момента, упругих сил торсионного подвеса и вырабатывается компенсационный момент, пропорциональный величине Компенсационный момент прикладывается к чувствительному элементу путем дополнительного разворота двигателя азимутальной следящей системы на угол дополнительный разворот двигателя азимутальной следящей системы осуществляется по сигналу, поступающему на вход сумматора с выхода датчика угловой скорости ротора гироднигателя и от источника постоянного напряжения, Масштаб переменной ,и постоянной составляющих этого сигнала меняется с помощью масштабного устройства в зависимости от программы изменения Н(1) .Гирокомпас работает следующим образом.При включении программного электропринода 7 начинает разгоняться гидродвигатель 1, и чувствительный элемент 2, подвешенный на тореионе 3, начинает двигаться относительно корпуса 4 по направлению к меридиану вокруг вертикальной оси, При этом перемещается светоной луч, отраженный от зеркала 5, и возрастает сигнал рассогласования с оптического датчика б. Он поступает череззамкнутый контакт 9 командного устройства 8 на вход инвертора 10 иодновременно на один вход сумматора 14. С выхода инвертора 10 инверсионный сигнал через замкнутыйконтакт 11 командного устройства8 поступает на второй вход суммато"ра 14. На третий вход сумматора14 через масштабное устройства 20поступает суммарный сигнал с датчика 19 угловой скорости вращенияротора и от клеммы 21 источникапостоянного потенциала. На входесумматора 14 присутствует сигнал,пропорциональный только сигналупо третьему входу, так как суммарный сигнал по первому и второму входам равен нулю. Сигнал с выходасумматора 14 поступает на вход усилителя 17 сервопривода и сервопривод 18 разворачивает верхний зажимторсиона 3. В результате торсионный подвес закручивается и создаетмомент сопротивления, Далее череззаранее рассчитанный промежутоквремени по первой команде от ко"мандного устройства 8 контакты 9и 11 размыкаются, а контакт 13 замыкается, при этом сигнал с оптического датчика б поступает только на один вход сумматора 14, ана второй вход сумматора 14 поступает сигнал с запоминающего устройства 12, подключенного к выходуинвертора 10. Этот сигнал соответствует углу рассогласования между чувствительным элементом 2 икорпусом 4 в момент подачи первойкоманды от командного устройства 8.Увеличившийся на выходе сумматора14 сигнал поступает на вход усиди"теля сервопривода 17, и сервопри"вод 18 разворачивает верхний торсион 3. Таким образом после первой команды от временного команд"ного устройства 8 чувствительныйэлемент движется с изменяющимся взависимости от изменения Нугломзакручивания торсиона 3. По сигналус командного устройства в соответ"ствии с законом изменения кинетического момента изменяется масштабв масштабном устройстве 20.В момент окончания разгона гиродвигателя 1 временное командноеустройство 8 вырабатывает команду,по которой контакт 15 замыкаетсяи один вход сумматора 14 подсоединяется к шине 16 нулевого потенциа"ла. В результате этого на выходесумматора 14 сигнал резко возрастает и сервопривод 18 разворачиваетверхний зажим торсиона 3, уменьшаяугол закручивания до нулевого значения,Таким образом,после окончанияразгона происходят малые колебаниячувствительного элемента 2, а уголзакручивания торсиона 3 сохраняется равным нулю,Введение в гирокомПас указанныхвыше дополнительных элементов позволяет за время разгона гиродвигателя добиться дополнительного уменьшения амплитуды установившихсяоколо положения меридиана колебаний чувствительного элемента. 30 20 формула изобретения Наземный гирокомпас по авт.св,Р 550862, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точнос"ти приведения чувствительного элемента в меридиан, он дополнительноснабжен датчиком угловой скоростивращения ротора, масштабным устройством и источником постоянного потенциала, причем датчик угловой ско"рости вращения ротора соединен ссумматором через масштабное Устройство, второй вход масштабного устройства подключен к выходу временного командного устройства, а третий вход масштабного устройствасоединен с источником постоянного потенциала.606414 Составитель Б. Делекторский Техред И. Асталош Корректор О.Ков инска актор Е,Месропова аказ 68.11 оеСС Жфлиал ППП Птаент, г,ужгород, ул.Проектная,Тираж 844 ЦНИИПИ Государственного по делам изобретений 2113035, Москва, Ж, РаПодпи омитета открыти ская на