Способ определения азимута платформы трехосного гиростабилизатора



 


Владельцы патента RU 2428658:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ (RU)

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для определения азимута, например, в высокоточных системах различного назначения. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Для достижения данной цели используется один из гироблоков системы стабилизации платформы. Горизонтирование платформы относительно одной из осей стабилизации осуществляют акселерометром путем отключения его от датчика моментов гироблока стабилизации платформы относительно этой оси и подключения его к соответствующему двигателю стабилизации. Платформу перед началом измерений грубо приводят по азимуту к меридиану и удерживают в этом положении режимом «памяти». Азимут платформы определяют по информации с датчика угла прецессии гироблока стабилизации и информации с датчиков акселерометров.

 

Изобретение относится к области гироскопических систем и может быть использовано для определения азимута, например, в навигационных системах различного назначения.

Существуют методы автономного определения азимута стабилизированной платформы трехосного гиростабилизатора с использованием гироблока стабилизации [2].

Известен способ автономного азимутального ориентирования платформы трехосного гиростабилизатора по углу прецессии гироблока.

Гироблок стабилизации платформы относительно одной из горизонтальных осей отключается, горизонтирование и стабилизацию платформы относительно этой оси осуществляют акселерометром, а азимут платформы определяют с использованием информации с датчика угла прецессии гироблока.

Алгоритм определения азимута платформы строится на основе полной динамической модели движения гироскопа [1].

где I - момент инерции гироскопа;

f - коэффициент демпфирования;

Н - кинетический момент;

ωв, ωг - проекции угловой скорости вращения Земли;

A0 - начальный азимут платформы;

ωгб - скорость собственного ухода измерительного гироблока;

δ*, γ* - статические ошибки системы горизонтирования;

α - угол поворота платформы относительно Земли:

где ωдр - скорость дрейфа платформы относительно вертикальной оси;

β - угол прецессии гироскопа.

Платформа трехосного гиростабилизатора при этом «свободна в азимуте», поэтому вертикальная составляющая угловой скорости Земли и дрейф платформы относительно вертикальной оси при отклонении платформы от горизонта на определение азимута влияют мало

Полученное выражение позволяет решать задачу автономного азимутального ориентирования платформы по информации об угле прецессии гироблока без установки на платформу дополнительных измерителей.

Недостатком этого способа является сложность алгоритмов определения азимута платформы во время проведения измерений и необходимость учета угла α поворота платформы относительно вертикальной оси по окончании измерений.

Целью настоящего изобретения является устранение этих недостатков, а также повышение точности и сокращение времени определения азимута и готовности трехосного гиростабилизатора к последующим операциям без введения дополнительных устройств.

Поставленная цель достигается тем, что перед началом работы платформа ТГС горизонтируется и грубо приводится к меридиану. При проведении режима определения азимута платформа переводится в режим «памяти» относительно вертикальной оси. За время измерений уход платформы в азимуте будет незначительный. Один из гироблоков, ось чувствительности которого направлена на запад (восток), выключают из системы стабилизации и горизонтирования. Стабилизацию и горизонтирование по измененному каналу стабилизации осуществляют по информации от акселерометра, которая поступает на двигатель стабилизации через корректирующий контур и усилитель системы стабилизации. Гироскоп гироблока, отключенного от системы стабилизации, прецессирует к плоскости меридиана.

Разработка алгоритмов определения азимута платформы осуществляется на основе динамической модели гироскопа, находящегося в компасном режиме

где I - момент инерции гироскопа;

f - коэффициент демпфирования;

Н - кинетический момент;

ωв, ωг - проекции угловой скорости вращения Земли;

A0 - начальный азимут платформы;

ωгб - скорость собственного ухода измерительного гироблока;

δ*, γ* - статические ошибки системы горизонтирования;

Δωдр - скорость нескомпенсированного дрейфа платформы относительно вертикальной оси в режиме «памяти»;

β - угол прецессии гироскопа.

Оценка азимута платформы производится в вычислительном устройстве. На вход вычислительного устройства поступает информация с датчика угла прецессии гироблока и информация с акселерометров об углах δ и γ отклонения платформы от горизонта, позволяющая повысить точность определения азимута.

Сравнительный анализ существенных признаков существующих способов определения азимута и настоящего способа показывает, что способ определения азимута гиростабилизированной платформы отличается тем, что платформа грубо приводится по азимуту к меридиану и в этом положении удерживается режимом «памяти», а азимут платформы определяется в режиме «памяти» путем обработки информации об угле прецессии гироскопа, гироблока, отключенного от канала стабилизации на время измерения, и информации с акселерометров.

Таким образом, предложенный способ имеет новизну. Авторам не известна совокупность существенных признаков, применяемая для решения данной технической задачи, что соответствует критерию «изобретательский уровень».

Источники информации

1. Патент РФ №2324897, кл. G01C 21/18, 2006.

2. Командно-измерительные приборы. Под редакцией Б.И.Назарова. М.: МО СССР, 1987.

Способ определения азимута стабилизированной платформы трехосного гиростабилизатора, заключающийся в том, что для определения азимута горизонтированной платформы используется один из гироблоков системы стабилизации платформы, горизонтирование платформы относительно одной из осей стабилизации осуществляют акселерометром путем отключения его от датчика моментов гироблока стабилизации платформы относительно этой оси и подключения к соответствующему двигателю стабилизации через усилитель стабилизации, отличающийся тем, что платформа грубо приводится по азимуту к меридиану и в этом положении удерживается режимом «памяти», а азимут платформы определяется в режиме «памяти» путем обработки информации об угле прецессии гироскопа гироблока, отключенного от канала стабилизации на время измерения, и информации с акселерометров.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к управляемым гиростабилизаторам линии визирования, работающим на подвижных объектах и предназначенным для стабилизации оптического изображения.

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение при разработке, изготовлении и эксплуатации самоориентирующихся гироскопических систем курсоуказания и курсокреноуказания.

Изобретение относится к области наведения управляемых снарядов. .

Изобретение относится к способам определения угловых параметров движения крылатых беспилотных летательных аппаратов (далее БЛА) и может быть использовано при управлении БЛА, совершающего маневр с помощью различных режимов полета: рикошетирования, планирования и комбинированного режима.

Изобретение относится к измерительной технике и, в частности к средствам прецизионного измерения курса объекта при контроле погрешности выработки курса системами навигации корабля при нахождении его у причала.

Изобретение относится к электромеханическим исполнительным органам систем ориентации искусственных спутников Земли. .

Изобретение относится к области определения азимута заданного направления и может быть использовано в геодезии, навигации, топографии, системах прицеливания и наведения.

Изобретение относится к области виброзащитной техники и может быть использовано для стабилизации в плоскости горизонта мобильных лидаров (объектов), расположенных на автомобилях, и для защиты их от внешних вибрационных механических воздействий, от работающего двигателя автомобиля, служащего генератором электропитания, а также функционально связанных с лидаром систем (навигации, телевизионных, газового анализа, метеосистем).

Изобретение относится к приборостроению, а именно к инерциальным системам навигации с гиростабилизированной платформой. .

Изобретение относится к области гироскопических систем и может быть использовано для определения азимута, например в высокоточных системах различного назначения.

Изобретение относится к области корректируемых по информации от навигационных спутников гироскопических систем навигации морских объектов

Изобретение относится к системам автоматического управления и может найти применение для стабилизации поля зрения и управления линией визирования оптических приборов, размещаемых на подвижных объектах

Изобретение относится к гироскопической технике, а именно к управляемым гиростабилизаторам с косвенной стабилизацией, работающим на подвижных объектах

Изобретение относится к области навигационного приборостроения и может быть использовано для контроля гиростабилизированных платформ космического назначения

Азимутальная ориентация платформы трехосного гиростабилизатора по приращениям угла прецессии гироблока относится к области приборостроения и может быть использована для определения азимута, например, в высокоточных системах различного назначения. Технический результат - повышение точности и сокращение времени определения азимута базового направления, связанного с платформой трехосного гиростабилизатора. Для достижения данных целей используется один из гироблоков системы стабилизации гиростабилизированной платформы, при этом горизонтирование платформы относительно одной из осей осуществляется путем отключения акселерометра от датчика моментов гироблока системы стабилизации по этой оси и подключения его к соответствующему двигателю стабилизации через усилитель стабилизации. Перед началом измерений одну из осей, связанных с платформой трехосного гиростабилизатора, грубо приводят по азимуту к меридиану. Одновременно со считыванием информации с широкодиапазонного кодового датчика угла гироблока рассчитываются номинальные значения данного угла в соответствии с уравнением номинального движения, а азимут оси чувствительности гироблока определяют по информационным сигналам, равным разности между номинальными значениями угла прецессии гироблока и соответствующими значениями датчика угла этого гироблока. 1 ил.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для определения азимутального положения платформы трехосного гиростабилизатора, например, в высокоточных навигационных системах различного назначения. Технический результат - расширение функциональных возможностей и повышение точности. Для этого определение азимута осуществляется без связи с заданным базовым направлением на Земле. Перед началом измерений платформа грубо приводится в требуемое положение по азимуту, при этом в датчик моментов азимутального гироблока подается расчетный управляющий сигнал. Азимутальное положение платформы определяется по информации о токах коррекции в датчиках моментов системы точного приведения платформы в горизонт.

Изобретение относится к области гироскопических систем и может быть использовано для определения азимутального положения платформы трехосного гиростабилизатора, например, в высокоточных навигационных системах различного назначения. Предлагаемый способ заключается в том, что корпус одного из гироблоков, вектор кинетического момента которого направлен примерно на запад или на восток, поворачивают относительно платформы трехосного гиростабилизатора в азимуте вслед за поворотом гироскопа к меридиану. Поворот корпуса осуществляется следящей системой, состоящей из шагового двигателя, на вход которого поступают импульсы, частота следования которых пропорциональна сигналу, снимаемому с датчика угла гироблока. Азимут платформы трехосного гиростабилизатора определяется путем обработки информации об угле поворота корпуса гироблока, который пропорционален числу импульсов на входе шагового двигателя.

Способ коррекции дрейфа микромеханического гироскопа, используемого в системе дополненной реальности на движущемся объекте. Изобретение относится к области навигационного приборостроения. Для повышении эффективности пространственной ориентации операторов, управляющих подвижными объектами (автомобилями, водными и воздушными судами) могут применяться системы дополненной реальности в виде наголовных модулей, включающие, в том числе, автономные подсистемы ориентации, обеспечивающие определение трех угловых координат положения линии наблюдения в пространстве. Недостатком подсистем ориентации, выполненных на микромеханических элементах (гироскопах, акселерометрах, магнитометрах) является значительный дрейф данных, особенно по углу рыскания, достигающий нескольких сотен градусов в час. Технический результат предлагаемого изобретения состоит в повышение точности пространственной ориентации посредством микромеханических гироскопов за счет коррекции их дрейфа с помощью данных спутниковой навигационной системы и оптического распознавания маркеров дополненной реальности. Технический результат достигается тем, что по данным бортового приемника спутниковой навигационной системы с помощью метода регрессионного анализа строится трехмерный вектор движения объекта и, при обнаружении участка прямолинейного движения, производится коррекция показаний гироскопа по углам рыскания и тангажа путем приведения их к угловым координатам текущего вектора движения. Для учета положения головы оператора относительно движущегося объекта применяется оптическое распознавание графических маркеров (четких изображений различных геометрических фигур), неподвижно размещенных на объекте в поле зрения видеокамеры, также входящей в наголовный модуль системы дополненной реальности. 1 ил.

Изобретение относится к системам автоматического регулирования, а конкретно к двухосным управляемым гиростабилизаторам оптической линии визирования, работающим на подвижных объектах и предназначенным для стабилизации и наведения линии визирования. Устройство содержит исполнительные двигатели наружной и внутренней рамок, установленные на осях вращения наружной и внутренней рамок, усилители каналов наружной и внутренней рамок, выходы которых соединены с входами исполнительных двигателей наружной и внутренней рамок, выходные валы наружной и внутренней рамок, связанные с выходами исполнительных двигателей наружной и внутренней рамок, электронный преобразователь координат, выходы которого соединены с входами усилителей каналов наружной и внутренней рамок. Дополнительно введены пульт наведения, входы которого связаны с сигналами углов наведения на цель по азимуту и высоте, постоянного угла наклона наружной рамки и угла поворота выходного вала подвеса, а выходы пульта наведения соединены с соответствующими входами электронного преобразователя координат, исполнительный двигатель подвеса, установленный на основании, усилитель канала подвеса, вход которого соединен с выходом пульта наведения, а выход усилителя канала подвеса соединен с входом исполнительного двигателя подвеса. Техническим результатом является повышение точности наведения двухосного гиростабилизатора в подвесе за счет использования электронного преобразователя координат в устройстве наведения.

Изобретение относится к области навигационного приборостроения и может быть использовано для определения положения платформы трехосного гиростабилизатора в азимуте, например, в высокоточных навигационных системах различного назначения. Технический результат - возможность определения азимутального положения гиростабилизированной платформы в условиях азимутальных смещений основания, упрощение конструкции, сокращение времени и повышение точности определения азимутального положения платформы. Для этого измерения производятся в инерциальном режиме функционирования системы стабилизации платформы относительно вертикальной оси. Перед началом измерений платформа грубо устанавливается и удерживается в требуемом исходном положении по азимуту. Азимутальное положение определяется по информации о токах обратной связи и углах поворота штатного гироблока, отключаемого от системы стабилизации и включаемого в режим датчика угловой скорости. Стабилизация и горизонтирование платформы при измерениях осуществляется соответствующим акселерометром, подключенным через усилитель к двигателю стабилизации. 1 з.п. ф-лы.
Наверх