Гирокомпас

 

Изобретение относится к приборостроению и монет быть использовано при определении азимута ориентиркь х направлений наземнымми маятниковыми гирокомпасами. Центр изобретения - повышение точности определения азимута. Функциональная схема гирокомпаса позволяет обработать информацию об неуправляемом движении чувствительного элемента {43) 1 в двух положениях 1фи , ориентации 43 в направлении на север (устойчивое положение равновесия) и в направлении на юг (неустойчивое положение равновесия ) и вычислить азимут с исключением систематических логренностей 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„„1 5598 (51)5 С 01 С 19/3"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

И А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4635521/22 (22) 20.02.81 .. . (46) 15.09.91. 14ш. Y 34

-(71) А.С.Довгополмй, В.И.1 оржов и А. В: Поляков (53) 528. 526. 6 (088.0) (56) Воронков Н,Н. и др. Гироскопическое ориентирование. - И,: Недра, 1980, с. 284-285. (54) ГИР01(ОИПАС (57) Изобретение относится к 1 риборостроении и может бмть использовано при определении азим та ориентир2 них направлений наэемнымми маятниковмми гирокомпасами. Центр изобретения — повьпчение точности определения азимута. Функциональная схема гирокомпаса позволяет обработать ин@ормацив об неуправляемом движении чувствительного элемента (ЧЭ) 1 в двух положениях ри,,ориентации ЧЭ в направлении на север (устойчивое положение равновесия) и в направлении на иг (неустойчивое положение равновесия) и вмчислить азимут с исклнчением систематических погренностей. 1 ил.

1559044

40 — угол между нулем отсчетт.— ной системы гирокомпаса н направлением на юг; х (t) — текущее угловое положе1 ние ЧЭ относительно на- 45 правления на юг, определяемое как решение уравнения х4 -Ызп х, = О, 2 где Π— частота прецессионных колеО баний, вводимая в вычислитель (Т = 2и63о)

При движении вблизи неустойчивого положения равновесия (sin x< = х ) на8 55 ходим неизвестную величину Р.б из условия минимума функционала Г = F(R о

С;С) =+(R +Се. +Се

1-1

-О ;) г в следующем вице где R

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при определении азимута ориентир -.. ных направлений наземными маятниковыми гирокомпасами.

Цель изобретения — иовьпчение точности определения азимута.

На чертеже приведена функциональная схема гирокомпаса. 10

Гирокомпас содержит маятниковый чувствительный элемент 1, гиромотор 2, арретир 3 с концевым выключателем, логический блок 4, кодовый датчик 5 у ла, автоколлимационный фотоэлектрический датчик 6, усилитель 7, двигатель 8, пороговый элемент 9, блок

10 усреднения отсчетов, блок 11 ввода постоянных, блок 12 вычисления коэффициентов, блок 13 тригонометри- 20 ческой интерполяции траектории прецессии, блок 14 линеаризацни среднеквадратической погрешности, схему сравнения 15, коммутатор 16, блок 17 интерполяции траектории в показательных функциях, регистры памяти 10 и 19 и сумматор 20.

Данная функциональная схема гирокомпаса позволяет проводить измерения как при ориентации чувствительногс30 элемента (ЧЭ) в направлении на север (вычисление устойчивого положения равновесия), так и ири ориентации чувствительного элемента на юг (вычисление неустойчивого положения равновесия). Прецессионное движение ЧЭ вблизи неустойчивого иолохения равновесия можно изобразить функцией р (t) = R + x,(t), г

5 A «S < + А 21Sг + Аз1 $ з

det С э

1 в где S, =,.0, К™, =1

S2 = Гф; е

1 1 (-11

S> =,, > ф;; е

qó %

5 1 + е g(n() 1 — е

А = — - + ne б

А = -1

-а(п-) .А =-е

У б 1 + e %(n j 1 — e

BetC1, = и †- + пе

1 — е

%а — 2

1-е

660= С < + С вЂ” начальное отклонение ЧЭ от направле-е ния на юг, 0 =Я(С - С )- начальная угловая б 2 скорость ЧЭ, Т„tat + 1 — количество снимаемых отсчетов, — дискретность съема информации, Т вЂ” время наблюдения.

Положение устойчивого равновесия

R находится из условия минимума функционала д

F = F(R, А., Az) +(R а 1

+ A А " A cosQ t 1 - () г в следующем виде

+ 1 г г

М 14

det С„

При обработке информации вблизи . 1.. направления на север (устойчивое поло жение равновесия R ) и вблизи направй ления на юг нустойчивое направление равновесия R ) угол между нулем отсчетной системыи положением плоскости

МБ меридиана К определяется как

И-В 1 Г К s ь, . q н Фг(" R "" " ® R)J.

Гирокомпас работает следующим образом.

155984

После разгона гиромоторя 2, разарретирования чувствительного элемента 1механизмом арретиря 3, отслежива-. ния за движением ЧЭ ири помощи авто5 коллимационного Аотодятчика 6, усилителя 7 и исполнительного двигателя 8 снятия информации с кодового датчика

5 угла, преобразования и анализа информации ири помощи порогового элемен- 10 та 9 и логического блока 4 и обработки ее в вычислигеле с целью определения К, состоящем из блока 10 усред-

Н нения отсчетов, блока 11 ввода постоянных, блока 12 вычислений коэффициентов (l(, К, К ), блока 13 тригонометрической интерполяции траектории прецессии (S, S<, ) и блока 14 ли,Ч неаризации среднекнядрятической погрешности аироксимяции траектории 20 ,И прецессии, положение R запоминается в регистре памяти 18. После чего данные о положении устойчивого рянновесия К в схеме сравнения 15 срявниваЦ ются с данными об угловом положении 25

ЧЭ 1 и происходит разворот ЧЭ в иод ложение ориентации на юг (Й + 180 ) ири помощи двигателя 8 с отключением его через коммутатор 16. Коим ттятор

16 через логический блок 4 запускает вычислитель на набор и обработку информации и усредненные данные о положении ЧЭ с блока усреднения 10 поступают в блок 17 интерполяции траектории н показательных функциях (Я, 5

S,,Б ), на другой вход которого подаются коэААициенты (А,, Ая, А ) с блока 12 вычислений коэффициентов, Вычисленное значение положения неустойчивого равновесия ЧЭ запоминается в регистре памяти 19. Выходы . регистров 18 и 19 связаны с входом алгебраического сумматора 20, в котором пе двум значениям К и R5 находится угол между нулем отсчетной системы и положением плоскости меридиана К

Проведение измерений как при ори» ентации ЧЭ в направлении на север (нычисление устойчивого .положения

50 равновесия ЧЭ), так и при ориента« ции ЧЭ в направлении на юг по информации об устойчивом положении равновесия (вычисление неустойчивого положения равновесия) даст воэможность

4 повысить точносте (исключшт1 система тические погрешности) гирокомпаса.

Формула изобретения

Гирокомпас, содержащий маятниковый чувствительный элемент с гиромотором, ярретир с концевым выключателем, кодовый датчик угла, установленный ио оси поднеса чувствительного элемента, систему отслеживания, включающую последовательно соединенные янтоколлимационный Аотоэлектрический датчик, усилитель и двигатель, последовательно соединенные блок усреднения отсчетов, логический блок, блок вычисления коэААициентон, блок тригонометрической интериоляини траектории прецессии и блок линеяризации среднеквядрятической погрешности, ири этом выход кодового датчика угла соединен с входом блока усреднения отсчетов, второй выход логического блока — с вторым входом блока тригонометрической интериолянни траектории прецессии, выход арретира с концевым выключателем — с вторым входом логического блока, третий вход которого через пороговый элемент соединен с янтоколлимационным Аотоэлектрическим датчиком, а также блок ввода постоянных. соединенный с вторым входом блока вычисления коэффициентов, о тл и ч я ю щ-, и и с я тем, что, с целью повышения точности определения азимута, н нег= введены последовательНо сое"iHHeííb:å иерный регистр памяти и суж атор, последовательно соединенные второй регистр памяти, схема сравнения и коммутатор, соединенный первым ньгодом двигателем, вторым— с четвертым входом логического блока, а также блок интерполяции траектории, в показательных Аункциях, соединенный первым входом с нторым выходом блока вычисления коэффициентов, вторым входом — с третьим выходом логического блока, а выходом — с вторым входом блока линеаризации среднеквадратической погрешности, первый и второй выходы которого связаны с входами регистров памяти, причем второй вход схемы сравнения соединен с выходом кодового датчика угла, а второй вход сумматора — с выходом второго регистра памяти.