Гирокомпас

 

Изобретение относится к точному машиностроению , а именно к гирокомпасам. Цель изобретения - повышение точности гирокомпаса путем уменьшения систематической погрешности при регулярной бортовой качке. В гирокомпасе с динамически настраиваемым гироскрпбм, установленным на платформе в карданрврм подвесе, два aKCenepbMefpa и датчик угла поворота наружной рамки, ось которой вертикальна, соединены через счетно-решающее устройство с датчиками момента гироскопа. Акселерометр , ось чувствительности которого параллельна главной оси гироскопа, соединен со счетно-решающим устройством через апериодический фильтр. Другой акселерометр, ось чувствительности которого перпендикулярна оси первого и также лежит в горизонтальнбй плоскости, среди- ; ней ро счетно-решающий устройством через ; квэзиконсервативное звено, выполненное в виде последовательно соединенных измерителя частоты качки и делителя напряжения с регулируемым коэффициентом передачи. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. С

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я „„1797690 АЗ (5!)5 6 01 С 19/38 т

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ тч

К ПАТЕНТУ

1 .. 2 (21) 4933941/22 настраиваемым . гироскопом, установлен(22) 05,05.91 ным на платформе -в кардановом подвесе, (46) 23.02.93. Бюл. М 7 два акселерометра и датчик угла поворота (71) Киевский политехнический институт им, . наружной рамки, ось которой Вертикальна, . 50-летия Великой Октябрьской социалисти- соединены через счетно-решающее устрой ческой революции . ство с Датчиками момента гироскопа. Аксе(72) B.В.Аврутов, И.А.Дедок, Л,M.Ðûæêîâ и лерометр, ось чувствительности которого

Ю.А.Шахов .. . параллельна главной оси гироскопа, соеди. (73) В.В.Аврутов ..:, . нен со счетно-решающим устройством че(56)Смирнов Е;Л.идр,Техническиеустрой- рез апериодический фильтр. Другой ства судовождения, M. Транспорт, 1988, с, акселерометр,. ась чувствительности кото195-.200.. . .. рого перпендикулярйа оси первого и также (54) ГИРОКОМПАС: .:: - . лежит в горизонтальной плоскости, соеди. (57) Изобретение относится к точному ма- . нен Со счетно-решающий устройством че- шиностроению, а именно к гирокомпасам. рез квазиконсервативное звено.

Цель изобретения — повышение точности выполненное в виде последовательно сое- З . гирокомпаса путем уменьшения системати- диненйых измерителя частоты качки и дели ческой погрешности при регулярной барто- теля напряжения " c регулируемым вой качке. В гирокомпасе с динамйчески . козффициентом передачи,1 з.п. ф-лы, 2 ил, (датчика угла курса введено квазиконсервативное звено, вход которого соединен с выходом второго акселераметра, а выход — со входом счетно-решающего устройства. Для повышения устойчивости работы квазиконсервативного звена последнее выполнено в виде последовательно соединенных измерителя частоты качки и делителя напряжеИзобретение относится к морскому приборостроению и может использоваться как. основное средство курсоуказания морских подвижных обьектов.

Цель изобретения — повышение точности гирокомпаса путем снижения систематической погрешности при бортовой качке.

Указанная цель достигается тем, что в гирокомпас, состоящий из динамически на страиваемого гироскопа с двумя датчиками моментов и двумя датчиками угла, расположенного нэ платформе с двухосным кардановым подвесом, стабилизированным относительно осей вращения с помощью двух усилителей и датчиков моментов по сигналам соответствующих датчиков углов гироскопа, причем выходы датчиков углов. соединены со входами усилителей, а выходы последних — со входами датчиков моментов, расположенных в цапфах подвеса платформы, а также двух акселерометрав, расположенных взаимно перпендикулярно на йлатформе, .причем ось чувствичтельности первого параллельна главной:оси . гироско- О па, и апериодического фильтра, вхтод кото- 0 рого соединен с выходом первого: Ql . акселерометра, а выход фильтра соединен со входом счатно-решающато устройства, выходы которого соединены с датчиками моментов гироскопа, в корпуса прибора и

1797690 ния с регулируемым коэффициентом передачи, причем вход измерителя частоты соединен с выходом второго акселерометра, выход измерителя частоты качки связан со входом делителя, а выход делителя связан со входам счетно-решающего устройства.

На фиг.1 дана схема. предлагаемого гирокомпаса, на фиг.2 — пример выполнения квазиконсервативного звена, Гирокомпас (фиг.1) содержит динамически настраиваемый гироскоп 1 с датчиками моментов 2,3 и датчиками 4,5, йзмеряющими отклонение ротора гироскопа относительно его корпуса. Гироскоп расположен на платформе 6 с двухосным кардановым подвесом, стабилизированным усилителями 7,8 и датчиками моментов 9,10, расположенными в цапфах подвеса платформы, по сигналам соответствующих датчиков углов гироскопа. На платформе размещены два акселерометра 11,12, являющиеся датчиками наклонов платформы относительно двух взаимно перпендикулярных горизонтальных осей. Первый.акселерометр связан с апериодйческим фильтром 13. а второй — с квазиконсервативным звеном 14, которое состоит иэ последовательно соединенных измерителя частоты качки 15 и делителя напряжейия 16. Последний связан со счетнорешающим устройством 17, в которое поступает информация о скорости объекта, его широте места и текущем курсе. На коРпусе прибора 18 расположен датчик угла 19, подвижная часть которого связана с вертикальной осью вращения карданова подвеса и гвляется указателем меридиана, Гирокомпас работает следующим образом.

При отклонении оси гироскопа от меридиана на какой-то угол а у гироскопа 1, первоначально установленного на горизон.тальную платформу 6, ось кинетического момента начинает отклойяться от горизонтальной плоскости са скоростью

Ucos з1п а. При наклоне оси кинетического момента гироскопа относительно, горизонтальной платформы вазнйкавт сигнал датчика угла 5. который, усиливаясь по уровню усилителя 7, поступает на датчик момента 9, Последний разворачивает платформу до тех пор, пока не исчезает угловое рассогласование между осью гироскопа и платформой. В результате платформа отслеживает наклон гироскопа относительно своей оси вращения, а сигнал первого акселерометра 11, ограничиваясь по величине фильтром 13, поступает на счетно-решающее устройство 1$, гдв формируются сигналы управления датчиков моментов 2 и

55 Wp(p) =,Т = Rp, 1

1+Т p

Кваэиконсервативное звено получается в результате последовательного соединения двух эпериодических фильтров 1 и 2 с узкополосным фильтром 3; При использовании некоторых операционных усилителей может возникнуть возбуждение узкополосного фильтра. Для его устранения в схему необходимо внести соответствующие стабилизирующие цепочки.

Для обеспечения устойчивой работы кваэиконсервативного звена последнее ре3. Последние создают прецессионное движение гироскопа по азимуту, направленное к меридиану. а по высоте — к плоскости горизонта, Широтная и скоростная коррекция формируется счетно-решающим устройством по информации о скорости объекта ч, его широте р и курсе К, Так, азимутальная коррекция создает прецессию со скоростью

10 Usin p + Rsin Кщ р, где R — радиус Земли.

Горизонтальная коррекция создает прецессию со скоростью — соз К. Возникающее

Ч и угловое рассогласование между осью гиро-.

15 скопа и кардановым подвесом платформы устраняется датчиками моментов 9,10 по сигналам датчиков углов гироскопа 4,5 и усилителей 7,8, Таким образом, вертикальная следящая рама карданова подвеса от20 слеживает за движением оси гироскопа в азимуте и является указателем меридиана, а датчик угла 19 является датчиком курса.

Для компенсации систематической погрешности прибора. вызванной двухосной

25 схемой подвеса платформы и наклонами объекта вокруг своей продольной оси, в счетно-решающем устройстве формируются корректирующие моменты по сигналам . второго акселерометра 12, являющегося

ЗО датчиком этих наклонов. Сигнал акселерометра 12 поступает на квээиконсервативное. звено 14, которое не изменяет фазу, колебаний чувствительного элемента акселеромет-. ра и устраняет до инструментальных

З5 погрешностей звена 14 систематическую девиацию гирокомпаса, Звено 14 может быть выполнено, например, как показано на фиг.2 — на базе узкополосного фильтра с фиксированной частотой

40 настройки, передаточная функция которого имеет вид .2

Wy(p) -, Т-- R, 1 +Тр .1 «Т2р2

"5 и двух апериодических фильтров с передаточной функцией

1797690 ализуется с помощью измерителя частоты качки и делителя напряжения (фиг,1). Сигнал акселерометра 12 поступает на измеритель частоты 15, с выхода которого сигнал, пропорциональный величине частоты, поступает на делитель напряжения 16, который с точностью до инструментальных погрешностей измерителя и делителя без изменения фазы колебаний уменьшает систематическую девиацию гирокомпаса.

Формула изобретения

1. Гирокомпас, содержащий корпус с установленным на платформе в двухосном кардановом подвесе динамически настраиваемым гироскопом с датчиками моментов и углов, датчики моментов, установленные в цапфах подвеса платформы, датчики наклона платформы относительно двух взаимно перпендикулярных горизонтальных осей, выполненные s виде двух акселерометров, и датчик угла, установленный на вертикальной оси карданова подвесэ, причем датчики угла гироскопа через усилители соединены с датчиками моментов, установленными в цапфах подвесэ платформы, а акселерометры и датчик угла, установленный на верти" кальной оси карданова подвеса, — через счетно-решающее устройство с датчиками момента гироскопа, причем в цепи. соеди5 няющей акселерометр, ось чувствительности которого параллельна главной оси гироскопа, со счетно-решающим устройством, установлен апериодический фильтр, отличающийся тем, что. с

10 целью повышения точности путем снижения систематической погрешности при бортовой качке, он снабжен квазиконсервативным звеном, вход которого соединен с выходом второго акселерометра, а выход—

15 со счетно-решающим устройством.

2,Гирокомпас по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что квазиконсервативное звено вы полнено в виде последовательно соединен20 ных измерителя частоты качки и делителя напряжения с регулируемым коэффициентом передачи, причем вход измерителя частоты соединен с выходом второго акселерометра, а выход делителя соединен

25 со счетно-решающим устройством.

1797690

С . С

Фиг. 2 .

Составитель В.Аврутов

Техред М.Моргентал Корректор П.Герещи

Редактор Т; Шагова Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, улХагарина, 101 Заказ 668 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям ApN ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35; Раушская наб., 4/5