Гирокомпасная система ориентации искусственного спутника земли



Гирокомпасная система ориентации искусственного спутника земли
Гирокомпасная система ориентации искусственного спутника земли

 


Владельцы патента RU 2498216:

Открытое акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" (RU)

Предлагаемое техническое решение относится к области космической техники и может быть использовано при создании гирокомпасной системы ориентации искусственного спутника Земли для околокруговой орбиты. Предложенное изобретение направлено на устранение влияния постоянной погрешности построителя местной вертикали (ПМВ) по крену и других погрешностей, действие которых эквивалентно погрешности ПМВ, на погрешности системы ориентации по крену и курсу без ухудшения динамики контуров коррекции системы. Заявленная гирокомпасная система ориентации искусственного спутника Земли содержит построитель местной вертикали по каналу крена, пять сумматоров, три усилительно-преобразующих устройства, блок датчиков угловых скоростей, три интегратора, три задатчика программной угловой скорости, блок формирования поправок по курсу и крену (БФП) и программно-временной задатчик режимов. Причем БФП выполнен в виде последовательно соединенных нормально разомкнутых контактов первого коммутатора, фильтра шумовых сигналов, например апериодического звена, цифрового арифметического устройства, масштабирующего устройства и нормально разомкнутых контактов второго коммутатора. 2 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области космической техники и может быть использовано при создании трехосной гирокомпасной системы ориентации (ГСО) ИСЗ на околокруговой орбите.

Наиболее близким аналогом может служить техническое решение, представленное в статье авторов Кэмпелл, Коффи. Цифровая система отсчета углов. Журнал "Вопросы ракетной техники", 1971, №11, стр.63-88. В ней дано описание трехосной системы ориентации в составе блока датчиков угловых скоростей (БДУС), оптического датчика горизонта по крену и тангажу и вычислителя. Погрешности данной системы зависят от погрешностей БДУС и ДАТЧИКА горизонта; элементы автокомпенсации этих погрешностей отсутствуют.

Известны также двухосные системы орбитального гирокомпасирования по крену и курсу: В.А.Бесекерский, В.А.Иванов, Б.Б.Самотокин. Орбитальное гирокомпасирование. Санкт-Петербург, Изд. Политехника, 1993 г. Например, в одной из них на стр.68, 69 (для однороторной гироорбиты с одним трехстепенным гироскопом вместо двух ДУС по крену и по курсу) в контур коррекции, только по курсу которой введен элемент автокомпенсации (интегратор), усложняющий структуру и динамику переходных процессов системы из-за увеличения порядка ее системы дифференциальных уравнений со второго на третий. В другой системе (стр.103) предлагается переусложненная структура элементов автокомпенсации.

Целью предложенного изобретения является создание ГСО повышенной точности путем автокомпенсации ее ошибок по курсу и крену, обусловленных постоянной ошибкой оптического построителя местной вертикали (ПМВ) по крену, а также ошибками, действие которых эквивалентно постоянной ошибке ПМВ: деформации корпуса ИСЗ в полетных условиях из-за невесомости и солнечного нагрева - с сохранением динамики системы.

Согласно предложению, технический результат достигается тем, что в известную гирокомпасную систему ориентации ИСЗ, содержащую последовательно соединенные ПМВ по каналу крена, первый сумматор, первое усилительно-преобразующее устройство (УПУ), второй сумматор, второй вход которого подключен к БДУС по каналу крена, и первый интегратор, выход которого подключен ко второму входу первого сумматора и выходу ГСО по каналу крена,

также последовательно соединенные второе УПУ, вход которого подключен параллельно со входом первого УПУ, третий сумматор, второй вход которого подключен к БДУС по каналу курса, и второй интегратор, выход которого подключен через первый задатчик программной угловой скорости к третьему входу второго сумматора и к выходу ГСО по каналу курса, также последовательно соединенные четвертый сумматор, вход которого подключен к ПМВ по каналу тангажа, третье УПУ, пятый сумматор, второй вход которого подключен к БДУС по каналу тангажа, и третий интегратор, выход которого подключен ко второму входу четвертого сумматора и к выходу ГСО по каналу тангажа, причем третий вход третьего сумматора подключен к выходу первого интегратора через второй задатчик программной угловой скорости, третий вход пятого сумматора подключен к третьему задатчику программной угловой скорости, а также программно-временной задатчик (ПВЗ) режимов работы системы,

введен блок формирования поправок (БФП) по курсу и крену, первый вход которого подключен к выходу первого сумматора, второй, третий и четвертый входы БФП подключены к ПВЗ по каналам «Исходное», «Накопление поправки» и «Введение поправки» соответственно, выход БФП подключен к третьему входу первого сумматора.

При этом БФП выполнен в виде последовательно соединенных нормально-разомкнутых контактов первого коммутатора, вход которых подключен к первому входу БФП, фильтра (ФШС) шумовых сигналов ПМВ, например апериодического звена, цифрового арифметического устройства (ЦАУ), масштабирующего устройства и нормально разомкнутых контактов второго коммутатора, выход которых подключен к выходу БФП, второй вход БФП подключен к управляющим входам первого и второго коммутаторов по каналам «размыкание», третий вход БФП подключен к управляющим входам первого и второго коммутаторов по каналам «замыкание» и «размыкание» соответственно, четвертый вход БФП подключен к управляющим входам первого и второго коммутаторов по каналам «размыкание» и «замыкание» соответственно. Причем алгоритм работы ЦАУ соответствует выражению:

коэффициент масштабирования С масштабирующего устройства соответствует выражению:

где Xвх, XВЫХ - выходной сигналы ЦАУ;

n - число замеров входного сигнала в течение заданного времени, кратного периоду орбитального движения;

K2 - передаточный коэффициент второго УПУ;

Ωп - программная угловая скорость, соответствующая орбитальной угловой скорости ИСЗ.

На фигуре 1 представлена структурно-функциональная схема системы;

на фигуре 2 - схема входящего блока формирования поправок БФП. На фигуре 1 обозначено:

1 - построитель местной вертикали ПМВ (например, инфракрасный построитель местной вертикали ИКВ);

2 - блок датчиков угловых скоростей БДУС;

3, 4, 5 - первый, второй, третий усилительно-преобразующие устройства УПУ соответственно;

6, 7, 8 - первый, второй, третий интеграторы соответственно;

9, 10, 11, 12, 13 - первый, второй, третий, четвертый, пятый сумматоры соответственно;

14, 15, 16 - задатчики программной орбитальной угловой скорости Ωп движения центра масс ИСЗ на орбите;

17 - программно-временной задатчик ПВЗ началов режимов работы системы;

18 - блок накопления и запоминания (формирования) поправки БФП;

19, 20, 21 - команды соответственно "Исходное", "Накопление поправки", "Запоминание и введение поправки" от программно-временного задатчика ПВЗ;

γПМВ, ϑПМВ - углы крена и тангажа соответственно, формируемые ПМВ;

ωx, ωy, ωz - угловые скорости относительно связанных осей ИСЗ по крену, курсу и тангажу соответственно, формируемые БДУС;

γω, ψω, ϑω - выходные сигналы системы ГСО по крену, курсу и тангажу соответственно;

22 - входной сигнал в БФП от выхода сумматора 9;

23 - выходной сигнал постоянной поправки, формируемый в БФП.

На фигуре 2 обозначено:

24, 25 - первый и второй коммутаторы соответственно;

26 - фильтр (ФШС) шумовых сигналов от ПМВ;

27 - цифровое арифметическое устройство (ЦАУ);

28 - масштабирующее устройство с коэффициентом С (2) в цепи выходного сигнала БФП.

УПУ 3, 4, 5 (фиг 1) могут быть выполнены в виде масштабирующих усилителей; УПУ 5 может также быть выполнен в виде изодромного звена.

Программно-временной задатчик 17 выдает заранее заложенные в него временные команды в соответствующие адреса.

Вновь введенный блок формирования поправок БФП состоит из широко используемых стандартных элементов.

Фильтр шумовых сигналов 26 (фигура 2) выполняется, например, в виде цифрового или аналогово апериодического звена:

с постоянной времени, например T=1c, (уточняется для конкретного ПМВ).

Цифровое арифметическое устройство 27 и масштабирующее устройство 28 также строятся из элементов дискретной техники в соответствии с выражениями (1) и (2).

Коммутаторы 24 и 25 выполнены, например, в виде поляризованных реле с управляемыми контакторами.

Работа предлагаемой ГСО совершается поэтапно.

На первом этапе - в начале орбитального полета ИСЗ при калибровочных работах его составных частей система включается с помощью программно-временного задатчика ПВЗ 17 в режим трехосного орбитального гирокомпасирования без задействования блока формирования поправки БФП (18, см. фигуру 1); для этого на него предварительно выдается от ПВЗ команда «Исходное» 19.

Формирование выходных сигналов системы по крену γω выполняется путем интегрирования в блоке 6 выходного сигнала БДУС по крену ωx корректируемого разностью сигналов крена γПМВ и выходного сигнала системы γω с помощью сумматора 9, УПУ 3 с передаточным коэффициентом К1 и сумматора 10.

Формирование выходного сигнала системы по курсу ψω выполняется путем интегрирования в блоке 7 выходного сигнала БДУС по курсу ωy, корректируемого разностью сигналов крена αПМВ и выходного сигнала αω системы с помощью сумматора 9, УПУ 4 с передаточным коэффициентом К2 и сумматора 11.

Формирование выходного сигнала системы по тангажу ϑω выполняется путем интегрирования в блоке 8 выходного сигнала БДУС по тангажу ωz, корректируемого разностью сигналов тангажа ϑПМВ и выходного сигнала системы по тангажу ϑω с помощью сумматора 12, УПУ 5 и сумматора 13.

Задатчики 14, 15 и 16 программной угловой скорости Ωп, равной средней орбитальной угловой скорости Ω ИСЗ по тангажу, компенсируют проекции вектора Ω на оси чувствительности БДУС по соответствующим каналам крена ωx, курса ωy и тангажа ωz. Тем самым обеспечивается построение приборной орбитальной системы координат.

Задатчик Ωп 16, компенсируя проекцию вектора Ω на ось чувствительности БДУС по каналу тангажа ωz, обеспечивает компенсацию статической ошибки системы по тангажу из-за влияния орбитальной угловой скорости Ω, если УПУ 5 выполнено в виде усилительного звена. Если УПУ 5 будет выполнено в виде изодромного звена, то обеспечится компенсация ошибки системы по тангажу из-за дрейфа БДУС по тангажу и неравенства векторов Ωп и Ω.

Отработка орбитальной угловой скорости по тангажу является необходимым условием работы системы по крену и курсу.

На втором этапе работы системы, по завершении ее начальных переходных процессов, включается по внешней команде 20 (см. фигуры 1 и 2) режим «Накопления поправки» в БФП 18. При этом замыкается контакт коммутирующего устройства 24, подтверждается размыкание контакта коммутирующего устройства 25 и входной сигнал 22 от сумматора 9 поступает на фильтр шумовых сигналов 26, далее - на цифроаналоговое арифметическое устройство 27, затем на масштабирующее устройство 28. Но на выход БФП не проходит, так как контакт коммутатора 25 разомкнут. Поэтому процесс накопления поправки не влияет на динамику орбитального гирокомпасирования системы. Время данного процесса накопления поправки принимается кратным периоду орбитального движения ИСЗ, исходя из того, что погрешности ПМВ имеют гармонические методические составляющие, в том числе с периодом орбитального движения ИСЗ. Частота замеров входных сигналов ЦАУ в течение заданного времени может быть принята, например, равной 0,1-1 Гц. При этом фильтр шумовых сигналов 26 сглаживает сравнительно высокочастотные сигналы ПМВ: собственный инструментальный шум прибора и высокочастотная составляющая методической ошибки ИКВ из-за неравномерности теплового поля Земли. Цифровое арифметическое устройство 27 вырабатывает среднее арифметическое значение выходного сигнала (1) за все время накопления поправки. Масштабирующее устройство 28 обеспечивает масштабное равенство выходного сигнала ЦАУ и компенсируемой ошибки системы.

На третьем этапе работы системы по команде 21 «Запоминание и выдача поправки» контакт коммутатора 24 размыкается, а контакт коммутатора 25 замыкается. Тем самым дальнейший счет поправки прекращается, а запомненное последнее значение выходного сигнала 23 через замкнутый контакт коммутатора 25 поступает на сумматор 9, компенсируя ошибки системы по крену и курсу из-за постоянной погрешности ПМВ по крену и ошибки выставки корпуса ПМВ на ИСЗ с учетом деформации корпуса ИСЗ в новых условиях невесомости. С окончанием переходного процесса по отработке введенной постоянной поправки система продолжает работать при повышенной точности. Тем не менее, рассматривается четвертый этап по уточнению ранее накопленной поправки, например из-за изменения дрейфа параметров приборов и дополнительной деформации корпуса ИСЗ с изменением температурных условий.

На четвертом этапе по повторной команде «Накопление поправки» 20 в БФП продолжается работа второго этапа и тоже в течение времени, кратного периоду орбитального движения. Заканчивается эта работа переходом на третий этап по команде «Запоминание и выдача поправки» 21 с последующим переходным процессом по отработке уточненной части постоянной поправки.

Приведем математическое обоснование повышения точности системы по крену и курсу.

В режиме накопления поправки линеаризованные уравнения системы имеют вид:

где: γω, ψω, ϑω - углы крена, курса, тангажа соответственно на выходе системы;

u23 - выходной сигнал БФП;

ωx, ωy, ωz - угловые скорости крена, курса, тангажа соответственно на выходе БДУС;

γПМВ, ϑПМВ - углы крена, тангажа соответственно на выходе ПМВ;

K1, K2, K3 - передаточные коэффициенты коррекции в каналах крена, курса и тангажа;

Ωп - программная угловая скорость орбитального движения ИСЗ, соответствующая действующей орбитальной скорости;

T - постоянная времени апериодического звена;

То - период орбитального движения КА;

- символ (оператор) дифференцирования;

n - число замеров в течение заданного времени, кратного ТO.

При этом

где γИСЗ, ψИСЗ, ϑИСЗ, , , - углы и угловые скорости ИСЗ соответственно по крену, курсу и тангажу относительно орбитальной системы координат ОСК;

Δωx, Δωy, Δωz - собственный дрейф гироскопов БДУС по крену, курсу и тангажу соответственно;

ΔγПМВ, ΔϑПМВ - погрешности ПМВ по крену и тангажу и другие погрешности, действие которых эквивалентно погрешностям ПМВ, в частности, погрешности точностной выставки ПМВ относительно связанных осей ИСЗ по крену и тангажу;

Ω - фактическая орбитальная угловая скорость движения центра масс ИСЗ.

Решение системы уравнений (4) и (5) с учетом уравнений (8, 9, 11) имеет вид:

где Δαω, Δψω - погрешности СО по крену и курсу соответственно.

В установившемся режиме (при р=0) погрешности системы по крену и курсу равны:

Решение уравнения (7) для установившегося режима с учетом уравнений

(11, 15) показывает значение поправки U23, сформированной БФП, для ее последующего введения в выходной сигнал ПМВ (на сумматор 9):

В режиме введения в систему накопленной поправки происходит «замена» прежней погрешности ΔγПМВ на новую погрешность равную

В этом случае уравнения (15) и (16) установившихся ошибок системы принимают вид:

Приведем числовой пример, показывающий повышение точности системы по крену и курсу при реализации предложения. Пусть

- постоянная составляющая инструментальной погрешности ПМВ по крену равна 4 угл.мин;

- погрешность выставки оси чувствительности ПМВ относительно строительных осей ИСЗ, действие которой эквивалентно погрешности ПМВ, равна 3 угл.мин;

- собственный дрейф гироскопов БДУС равен 0,1 град/час;

- коэффициенты коррекции системы равны: K1=0.01 1/сек, K2=0.02 1/сек;

- программная угловая скорость орбитального движения Ωп=0.0011 1/сек.

Тогда, в соответствии с уравнениями (15) и (16) погрешности системы без введения поправки равны:

Δγω=6,8 угл.мин; Δψω=5,1 угл.мин

При введении поправки обновленные погрешности (19,20) уменьшены и составляют:

;

Время накопления поправки целесообразно принять равным времени одного периода орбитального движения КА.

По каналу тангажа уравнение (6) независимо от двух уравнений по крену и курсу: (4) и (5). Его решение с учетом уравнений (10) и (12) имеет вид:

В установившемся режиме погрешность системы по тангажу имеет вид:

Нетрудно показать, что при замене УПУ (5, фигура 1) с коэффициентом пропорциональности КЗ на УПУ с изодромным звеном установившаяся ошибка (22) системы по тангажу уменьшится за счет исключения влияния дрейфа гироскопа БДУС по тангажу и неравенства величин Ω и Ωп, то есть

Таким образом в предложенной ГСО устранены ее ошибки по крену и курсу, обусловленные постоянной составляющей ошибки ПМВ по крену и другими ошибками, действие которых эквивалентно постоянной ошибке ПМВ по крену. В процессе формирования поправки, например в течение одного периода орбитального движения ИСЗ, динамика работы ГСО остается неизменной (не ухудшается).

Гирокомпасная система ориентации (ГСО) искусственного спутника Земли, содержащая последовательно соединенные построитель местной вертикали (ПМВ) по каналу крена, первый сумматор, первое усилительно-преобразующее устройство (УПУ), второй сумматор, второй вход которого подключен к блоку датчиков угловых скоростей (БДУС) по каналу крена, и первый интегратор, выход которого подключен ко второму входу первого сумматора и выходу системы по каналу крена, также последовательно соединенные второе УПУ, вход которого подключен параллельно со входом первого УПУ, третий сумматор, второй вход которого подключен к БДУС по каналу курса, и второй интегратор, выход которого подключен через первый задатчик программной угловой скорости к третьему входу второго сумматора и выходу системы по каналу курса, также последовательно соединенные четвертый сумматор, вход которого подключен к ПМВ по каналу тангажа, третье УПУ, пятый сумматор, второй вход которого подключен к БДУС по каналу тангажа, и третий интегратор, выход которого подключен ко второму входу четвертого сумматора и к выходу ГСО по каналу тангажа, причем третий вход третьего сумматора подключен к выходу первого интегратора через второй задатчик программной угловой скорости, третий вход пятого сумматора подключен к третьему задатчику программной угловой скорости, а также программно-временной задатчик (ПВЗ) режимов работы системы,
отличающаяся тем, что в нее введен блок формирования поправок (БФП) по курсу и крену, первый вход которого подключен к выходу первого сумматора, второй, третий и четвертый входы БФП подключены к ПВЗ по каналам «Исходное», «Накопление поправки» и «Введение поправки» соответственно, выход БФП подключен к третьему входу первого сумматора, причем БФП выполнен в виде последовательно соединенных нормально разомкнутых контактов первого коммутатора, вход которых подключен к первому входу БФП, фильтра шумовых сигналов, например апериодического звена, цифрового арифметического устройства (ЦАУ), масштабирующего устройства и нормально разомкнутых контактов второго коммутатора, выход которых подключен к выходу БФП, второй вход БФП подключен к управляющим входам первого и второго коммутаторов по каналам «размыкание», третий вход БФП подключен к управляющим входам первого и второго коммутаторов по каналам «замыкание» и «размыкание» соответственно, четвертый вход БФП подключен к управляющим входам первого и второго коммутаторов по каналам «размыкание» и «замыкание» соответственно,
причем алгоритм работы ЦАУ соответствует выражению:
,
коэффициент масштабирования С масштабирующего устройства соответствует выражению:

где - Xвх, XВЫХ входной и выходной сигналы ЦАУ;
n - число замеров входного сигнала в течение заданного времени, кратного периоду орбитального движения;
K2 - передаточный коэффициент второго УПУ;
Ωп - программная угловая скорость, соответствующая орбитальной угловой скорости ИСЗ.



 

Похожие патенты:

Изобретения относятся к управлению угловым движением космических аппаратов (КА) и, в частности, к гироскопическим системам ориентации КА, снабженным аппаратурой наблюдения (АН) наземных объектов, на околокруговой орбите.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в гиродатчиках. .

Изобретение относится к области измерительной техники и интегральной электроники, а именно к интегральным измерительным элементам величины угловой скорости. .

Изобретение относится к измерительной технике и может применяться в навигационно-пилотажных системах летательных аппаратов. .

Изобретение относится к области микромеханики, в частности к микромеханическим гироскопам вибрационного типа. .

Изобретение относится к инерциальному датчику угловой скорости с компенсацией отклонения. .

Изобретение относится к области точного приборостроения, преимущественно гироскопического, и может быть использовано при создании твердотельных волновых гироскопов и систем ориентации и навигации на их основе.

Изобретение относится к области навигационного приборостроения подвижных объектов и может найти применение во всех районах Мирового океана, включая высокие и приполюсные широты.

Изобретение относится к области точного приборостроения и может быть использовано при разработке устройства, предназначенного для задания углов поворота изделия, например, датчика, закрепленного на его платформе, относительно двух горизонтальных осей.

Изобретение относится к горному делу - к технике контроля направленного горизонтального бурения, используется для определения горизонтального положения и поворота инструмента для формирования наклонных и горизонтальных скважин вокруг оси для последующего управления траекторией его движения.

Изобретение относится к полусферическому резонатору, являющемуся элементом вибродачика угловой скорости. Полусферический резонатор (7) содержит колоколообразный элемент (4), закрепленный на основе (3), которая несет основные электроды (2), обращенные к кольцевому ободу (6.2) колоколообразного элемента, и, по меньшей мере, один охранный электрод (1), располагаемый рядом с основными электродами (2). По меньшей мере, часть внутренней поверхности (6.1) колоколообразного элемента и указанный кольцевой обод (6.2) покрыты электропроводящим слоем (6), который к тому же покрывает участок (6.3) наружной поверхности колоколообразного элемента, примыкающий к его кольцевому ободу. Изобретение обеспечивает минимизацию ошибок измерения угловой скорости и ограничивает демпфирование колебаний колоколообразного элемента, что повышает точность и надежность. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к навигации и может быть использовано, например, в качестве компаса и для определения севера. Способ определения курса осуществляется с помощью инерциального устройства (1), содержащего, как минимум, один вибрационный угловой датчик (3) с резонатором, связанным с детекторным устройством и устройством для ввода данного резонатора в состояние вибрации, соединенными с управляющим устройством, служащим для обеспечения первого режима работы, при котором вибрация может свободно изменяться в угловой системе координат резонатора, и второго режима работы, при котором поддерживается определенный угол колебаний вибратора в системе координат резонатора. Способ включает в себя управление указанным датчиком во втором режиме работы для сохранения заданного электрического угла поворота, соответствующего наименьшей величине погрешности датчика, и управление указанным датчиком в первом режиме работы для измерения курса и управления указанным датчиком во втором режиме работы после измерения курса и до следующего измерения с целью сохранения заданного электрического угла поворота. Изобретение позволяет ограничить нежелательное влияние режима прецессионного гироскопа на точность измерений. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и интегральной электроники, а именно к интегральным измерительным элементам величины угловой скорости. Гироскоп содержит две инерционные массы, выполненные в виде пластин с гребенчатыми структурами, на которых расположены пластины электродов, образующие с пластинами электродов, закрепленных на гребенчатых структурах диэлектрической подложки, плоские конденсаторы, являющиеся датчиками колебаний инерционных масс относительно диэлектрической подложки. Каждая инерционная масса закреплена в раме с помощью упругих элементов, которые размещены с возможностью совершения поступательных колебаний инерционных масс вдоль двух взаимно перпендикулярных осей, расположенных в плоскости диэлектрической подложки. Рама закреплена на диэлектрической подложке через торсионы, которые одними концами жестко соединены с рамой, а другими - с диэлектрической подложкой. Инерционные массы, рама, упругие элементы и гребенчатые структуры, закрепленные на раме и двух инерционных массах, расположены с зазором относительно диэлектрической подложки. Изобретение обеспечивает возможность измерения величины угловой скорости вокруг осей X и Y, расположенных взаимно перпендикулярно в плоскости диэлектрической подложки гироскопа. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при создании динамически настраиваемых гироскопов (ДНГ). Сущность изобретения заключается в том, что магнитная система содержит кольцевой магнитопровод с П-образным сечением из магнитомягкого материала, на внутреннем выступе которого закреплен магнит с радиальной намагниченностью, образующий с внешним выступом магнитопровода рабочий зазор, при этом кромки полюсного наконечника и магнита закруглены. Закругление кромок приводит к снижению энергии магнитного поля у кромок полюса. Техническим результатом является снижение потерь энергии магнитной системы ДНГ, вызванной концентрацией поля у кромок магнита в пользу энергии поля рабочего зазора. 2 н.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к гироскопическим системам, которые основаны на использовании вибрационных гироскопов. В гироскопической системе, содержащей по меньшей мере четыре вибрационных гироскопа, первое измерение обеспечивается вибрационным гироскопом, подлежащим калибровке, и второе измерение обеспечивается комбинацией измерений из других вибрационных гироскопов системы. На уровне вибрационного гироскопа, подлежащего калибровке, применяют начальную команду для предписания изменения позиции из первой вибрационной позиции во вторую вибрационную позицию. Калиброванное значение масштабного коэффициента вибрационного гироскопа, подлежащего калибровке, определяют на основании вычисленного значения в отношении изменения позиции, на основании периода времени, в течение которого применяется начальная команда, начальной команды, разности углов между первой и второй вибрационными позициями, измеренной согласно первому измерению, и разности углов, измеренной согласно второму измерению. Изобретение обеспечивает повышение точности калибровки в отношении значения масштабного коэффициента. 2 н. и 9 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к твердотельным волновым гироскопам (ТВГ), которые используются для определения угловых перемещений в составе блоков навигационных устройств наземной, морской, авиационной и космической техники. Способ возбуждения колебаний в чувствительном элементе ТВГ заключается в том, что для первоначального возбуждения и/или корректировки колебаний на рабочей и/или околорабочей частоте чувствительного элемента используются электромагниты (электромагнитные преобразователи), а для поддержания и/или корректировки колебаний на рабочей частоте используют электроды конденсаторов (электростатические преобразователи). Изобретение позволяет повысить точность измерений угла поворота и угловой скорости объектов. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области точного приборостроения и может быть использовано в различных устройствах ориентации подвижных объектов, в частности при производстве надежных малогабаритных гироскопов-акселерометров для приборов подземной навигации - инклинометров. Гироскоп содержит сферический ротор в корпусе с тремя парами ортогонально расположенных поддерживающих элементов, электронный блок управления подвесом ротора и блок определения положения вектора кинетического момента ротора. Каждый поддерживающий элемент выполнен в виде двухфазного статора вращения с основной и управляющей обмотками на зубцовом магнитопроводе. Магнитопроводы изолированы от корпуса и применены в качестве измерительных и (или) поддерживающих емкостных электродов, а магнитопроводы с основными обмотками использованы как поддерживающие и (или) измерительные электромагниты. Динамически несбалансированный ротор выполнен с вытянутым эллипсоидом инерции. Выходы блока определения положения вектора кинетического момента ротора (по сигналам биения несбалансированного ротора) соединены через усилительно-преобразовательные устройства с управляющими обмотками статоров вращения, что позволило придать предложенному гироскопу свойства свободного гироскопа при ограниченном времени выбега ротора, обусловленном, например, трением ротора об остатки газа в вакуумированном кожухе. Предложенный универсальный гироскоп может использоваться также в режиме датчика угловой скорости (ДУС) и как трехкомпонентный акселерометр. Гироскоп отличается простотой конструкции, его предполагается выполнять малогабаритным, с диаметром ротора менее 10 мм, для использования, например, в подземной навигации, в частности при определении траекторий буровых скважин. При этом малый размер ротора (особенно при полой конструкции) обусловливает высокую перегрузочную способность гироскопа (до 100g), необходимую при работе в забойном инклинометре. 5 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к твердотельным волновым гироскопам (ТВГ), которые используются для определения угловых перемещений в составе блоков навигационных устройств наземной и авиационно-космической техники. Резонатор ТВГ можно рассматривать как тонкий упругий цилиндр, имеющий возможность совершать изгибные колебания в своей плоскости. Поведение цилиндрической оболочки в краевой области компенсируется использованием кольцевого цилиндрического элемента в резонаторе. Применение кольцевого цилиндрического элемента в конструкции цилиндрического резонатора способствует увеличению стабильности волновой картины в зависимости от выбранного варианта его расположения. 3 н. и 41 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение может быть использовано при производстве навигационных приборов. Способ балансировки металлического зубчатого резонатора волнового твердотельного гироскопа заключается в том, что измеряют параметры неуравновешенной массы, рассчитывают массу, подлежащую удалению с каждого балансировочного зубца, и удаляют неуравновешенную массу с поверхности балансировочных зубцов путем электрохимического растворения, при этом каждый зубец погружают в отдельную ванну с электролитом и через поверхность каждого зубца пропускают заранее рассчитанный электрический заряд, величину которого регулируют временем пропускания постоянного тока. Изобретение позволяет довести точность удаления массы с балансировочного зубца до 0.01-0.1%. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к вибрационным датчикам гироскопического типа. Резонатор (3)датчика содержит корпус из материала на основе кремния с по меньшей мере одной резонансной частью (Z), имеющей по меньшей мере один участок, покрытый электропроводящим слоем, и по меньшей мере один участок, не покрытый проводящим слоем. Участок, не покрытый электропроводящим слоем, покрыт защитным слоем (10) таким образом, что в резонансной части материал на основе кремния полностью покрыт комбинацией электропроводящего и защитного слоев. Изобретение позволяет улучшить рабочие характеристики датчика. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх