Гироскопический измеритель вектора угловой скорости - конспект -  Астрономия, Конспект из Астрономия
filizia
filizia11 June 2013

Гироскопический измеритель вектора угловой скорости - конспект - Астрономия, Конспект из Астрономия

PDF (251.8 KB)
7 страница
681количество посещений
Описание
Rybinsk State Academy of Aviational Technology. Лекции и рефераты по Астрономии. Гироскопические системы ориентации позволяют получить необходимую информацию для автоматического управления ЛА автономными методами, без...
20очки
пункты необходимо загрузить
этот документ
скачать документ
предварительный показ3 страница / 7
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
предварительный показ закончен
консультироваться и скачать документ
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
предварительный показ закончен
консультироваться и скачать документ

Гироскопический измеритель вектора угловой скорости

Гироскопические системы ориентации позволяют получить

необходимую информацию для автоматического управления ЛА

автономными методами, без каких-либо иных, не зависящих от внешних

помех источников информации (локация, радионавигация, астроориентация и

др.) [1, 21].

Бесплатформенные (бескарданные) системы ориентации,

чувствительными элементами которых являются гироскопические датчики

первичной информации, измеряющие углы или угловые скорости поворота

ЛА и линейные ускорения (акселерометры и физические маятники). Эти

датчики устанавливаются непосредственно на борту ЛА и работают

совместно с цифровой или аналоговой вычислительной машиной,

непрерывно производя расчет углов курса, крена и тангажа или иных

параметров, определяющих ориентацию ЛА относительно базовой системы

координат [1, 3, 9, 12].

В бесплатформенных системах ориентации и навигации гироскопы и

акселерометры устанавливаются непосредственно на корпусе ЛА либо

монтируются в специальные блоки чувствительных элементов. Сигналы этих

датчиков поступают на вход ЭВМ, которая решает задачу ориентации

аналитически, как бы, заменяя собой карданов подвес и координатный

преобразователь гироплатформы.

Наибольшее распространение в бесплатформенных системах

ориентации и навигации получают прецизионные датчики угловых скоростей

(ДУС) и гироскопы на электростатическом подвесе, определяющие углы

поворота ЛА вокруг центра его масс; также используются угловые и

линейные акселерометры, установленные определенным образом на корпусе

ЛА [1, 9, 21]. В отличие от систем ориентации с гироплатформами в

бесплатформенных системах гироскопические датчики и акселерометры

работают в более тяжелых условиях эксплуатации вследствие изменения

docsity.com

расположения приборов по отношению к направлению гравитационного поля

Земли, больших скоростей и ускорений, возникающих при вращении,

колебаниях и вибрации корпуса ЛА [1].

Точность же измерения угловых скоростей, ускорений или угловых

перемещений КА должна быть того же уровня, который достигнут в

системах платформенного типа.

Датчики угловых скоростей – это один из основных и наиболее

совершенных чувствительных элементов систем управления, стабилизации и

навигации [21].

К характеристикам ДУС предъявляются очень жесткие требования.

Так, верхний диапазон скоростей, измеряемых современными ДУС,

соответствует десяткам и сотням градусам в секунду. Верхний диапазон

входных воздействий, в котором ДУС обязан обеспечивать измерения

угловой скорости, достигает 100 Гц [21].

Прецизионные ДУС бесплатформенных инерциальных систем

должны иметь разрешающую способность до тысячных долей градусов в час

и линейность до 10-3%, причем эти ДУС должны формировать выходной

сигнал в цифровом виде. В широком диапазоне варьируются требования к

массовым и габаритным параметрам приборов; из-за миниатюризации ДУС в

последнее время значительно уменьшились величины собственного

кинетического момента их гироскопов [1, 9, 12, 21].

Датчик угловой скорости (ДУС) служит для измерения угловой

скорости КА от 0,001 до 10 с-1 в инерциальном пространстве. Для этой цели

можно применять как двухстепенные, так и трехстепенные гироскопы.

Гиротахометр (рис. 2.2) представляет собой обычно гироскоп с двумя

степенями свободы и жесткой отрицательной обратной связью, которая

создает противодействующий момент, пропорциональный угловому

отклонению рамки от исходного положения для получения приемлемых

переходных процессов применяются специальные демпферы; если гироскоп

docsity.com

помещается в поплавок, то демпфирование осуществляется жидкостью [1,

21].

Рис. 2.2 - Кинематическая схема гиротахометра:

1 – ротор; 2 – рамка; 3 – датчик сигнала; 4 – демпфер; 5 – цапфа

выходной оси; 6 – пружины; Н – кинетический момент гироскопа.

Величина момента сухого трения М0, определяет порог

чувствительности гироскопа по отношению к измеряемой скорости. В

поплавковых гироскопах момент М0 пренебрежимо мал. Поэтому в

установившемся режиме угол поворота рамки относительно ее оси [21]

Кпр – приведенная жесткость пружины.

ГИВУС включает в себя шесть измерителей с некомпланарным

расположением осей чувствительности (измерительных осей).

Все шесть измерительных осей ( ) при номинальном положении

располагаются параллельно ребрам базового правильного шестигранника,

пр уст К

Н 

61 a,...a

docsity.com

вписанного в конус вращения с углом полураствора , равным 0,9553 рад, и

имеющего симметричное расположение ребер по кругу основания конуса с

угловым шагом , равным 1,04 рад [21].

1. В качестве приборной системы координат принимается правая

ортогональная Oxпyпzп, материализованная посадочными местами на корпусе

ГИВУС. Ориентация осей чувствительности ГИВУС относительно осей

приборной системы координат приведена на рисунке (рис 2.3) где:

Oxпyпzп – приборная система координат ГИВУС;

– положительные направления осей чувствительности ГИВУС

(измерителей А1, А2, А3, А4, А5, А6 соответственно).

Оси чувствительности и параллельны плоскости хпОуп. На

рисунке (рис. 2.4) показаны положительные направления углов отклонения

осей чувствительности измерителей относительно номинального положения,

где

– номинальные положения осей чувствительности

измерителей А1, А2, А3, А4, А5, А6 соответственно;

1, 1, 2, 2,…, 6, 6 – положительные углы отклонения осей

относительно номинального положения.

2. При вращении ГИВУС вокруг оси чувствительности

в положительном направлении (против часовой стрелки,

если смотреть с конца вектора) выходная информация с измерителя А1 (А2,

А3, А4, А5, А6) соответствует положительному значению параметра и

наоборот.

3. Относительная ориентация осей приборной системы координат и

строительной системы координат изделия такова, что ось хп совпадает с

61 a,...a

1a 4a

654321 a,a,a,a,a,a

)a,a,a,a,a(a 654321

docsity.com

отрицательным направлением оси zизд; ось уп с положительным

направлением оси хизд; zп совпадает с отрицательным направлением оси уизд.

C ГИВУС выходная информация в дискретном виде выдается с

каждого измерителя (А1, А2, А3, А4, А5, А6) в виде унитарного кода –

последовательности импульсов, транслируемых в БЦВК по электрически не

связанным каналам. Каждый канал информации имеет две функциональные

линии связи; по одной линии выдаются импульсы, соответствующие

положительной проекции, а по другой линии, соответствующие

отрицательной проекции угловой скорости на ось чувствительности

измерителя [1, 3, 9, 21].

docsity.com

Рис. 2.3 - Ориентация осей чувствительности ГИВУС относительно осей

приборной системы координат

1a 2a

3a

4a 5a

6a

хп

уп zп

0

 

3a

4a

5a

6a 2a

1a

zп

хп

уп

docsity.com

Рис.2.4 - Положительные направления углов отклонения осей

чувствительности измерителей относительно номинального положения

хп

1a

6a

5a 4a

3a

2a

4

5

6

1

2

3

yп

zп

xп

0

ia

 i

 i соответствует 16

ia соответствует 61 aa 

6,...,2,1i 

docsity.com

комментарии (0)
не были сделаны комментарии
Напиши ваш первый комментарий
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
Docsity не оптимизирован для браузера, который вы используете. Войдите с помощью Google Chrome, Firefox, Internet Explorer 9+ или Safari! Скачать Google Chrome