Способ определения дрейфа гиростабилизированной платформы, вызываемого крутильными колебаниями основания прибора

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при создании инерциальных систем управления для определения параметров управляемых подвижных объектов. Сущность заявленного изобретения заключается в следующем. Измеряют углы прецессии гироскопов в приборной системе координат, связанной с платформой. Затем определяют значения моментов возмущающих сил вокруг осей стабилизации, вызывающих появление углов прецессии и стабилизации. Далее определяют углы стабилизации, соответствующие моментам возмущения платформы вокруг осей стабилизации. Определяют моменты нелинейных возмущений вокруг осей прецессии. В результате определяют дрейф под воздействием нелинейных возмущений. Техническим результатом заявленного способа определения дрейфа является повышение точности определения навигационных параметров объекта за счёт компенсации дрейфа гиростабилизированной платформы.

 

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при создании инерциальных систем управления для определения параметров управляемых подвижных объектов.

Известен своим практическим применением способ определения и компенсации ухода трехосного гиростабилизатора [1], заключающееся в том, что с целью повышения точности, через заданные промежутки времени создают вокруг осей стабилизации гиростабилизатора дополнительные моменты сил вязкого трения на время, достаточное для завершения переходных процессов в гиростабилизаторе, фиксируют при приложении дополнительных моментов сил вязкого трения в начале установившегося движения гиростабилизатора значения углов прецессии, выделяют систематические и периодические составляющие сигналов.

Применение данного способа ограничивается невысокой точностью определения навигационных параметров объекта.

Наиболее близким к данному изобретению является способ определения и компенсации ухода гиростабилизированной платформы и устройство для ее осуществления [2], заключающийся в повышения точности определения инструментальных уходов гиростабилизированной платформы (ГСП) за счет создания вычислительного устройства для регулировки параметров системы и повышения точности измерения, позволяющего исключить погрешности гироблоков, а также за счет совместной обработки информации, полученной с помощью математической модели гиростабилизатора (ГС) и непосредственно от самой ГСП.

Применение данного способа ограничивается в низкой точности определения навигационных параметров объекта за счет компенсации дрейфа ГСП.

Все упомянутые способы заключаются в определении текущего дрейфа гиростабилизатора с помощью сигналов пропорциональных углам прецессии, измеряемых датчиками углов прецессии в гироблоках. Значение углов прецессии используется для вычисления соответствующих им значений углов стабилизации от невозмущенного положения. Значения углов прецессии и углов стабилизации используются для вычисления возмущений, вызывающих отклонения этих углов и связанных с ними дрейфов.

Задачей изобретения является повышение точности определения навигационных параметров объекта за счет компенсации дрейфа ГСП, определяемого гироскопическим методом с помощью углов прецессии и стабилизации.

Предлагаемый способ заключается в определении с помощью углов прецессии и стабилизации нелинейных моментов возмущений и соответствующих им систематических значений дрейфов. Систему дифференциальных уравнений движения одного из каналов трехосного гиростабилизаитора можно записать в следующем виде:

где I_C, I_П - моменты инерции вокруг осей стабилизации и прецессии ГСП;

D_C, D_П - удельные моменты жидкостного трения вокруг осей стабилизации и прецессии ГСП;

H - кинетический момент гироскопа;

M_C, М_П - моменты возмущения вокруг осей стабилизации и прецессии ГСП;

K_C - коэффициент усиления в цепи системы стабилизации;

W_C(s) - передаточная функция системы стабилизации;

α, β - углы стабилизации и прецессии ГСП.

где K_ДМ - масштабный коэффициент датчика момента на оси стабилизации.

Уравнение движения ГС дает возможность определять углы стабилизации α с помощью углов прецессии β, измеряемых датчиками угла гироблока:

где W_ГС(s)=W[I_C, I_П, D_С, D_П, H, K_C, W_C(s)].

Уравнение прецессии с учетом нелинейных составляющих инерциального момента, момента диссипативных сил и нелинейного гироскопического момента имеет вид:

Полагая углы α и β малыми величинами первого порядка малости, произведения можно рассматривать как малые второго порядка малости, в силу чего их можно рассматривать как возмущения второго приближения решения уравнений на базе решения порождающей линейной системы уравнений α_л, β_л.

откуда

Таким образом способ определения дрейфа гиростабилизированной платформы сводится к:

1. Измерению с помощью датчиков угла прецессии значений углов прецессии, т.е. углов отклонения гироскопов в приборной системе координат, связанной с платформой под действием возмущений, вокруг осей стабилизации.

2. Определению значений моментов сил, возмущающих гиросистему вокруг осей стабилизации, вызывающих появление углов прецессии и стабилизации.

3. Определению углов стабилизации, соответствующих моментам возмущения вокруг осей стабилизации.

4. Определению моментов нелинейных возмущений вокруг осей прецессии.

5. Определению дрейфов под действием нелинейных возмущений.

Систематический дрейф из-за колебания основания прибора может возникать в результате систематического движения гироскопов в результате колебаний платформы и гироскопов относительно платформы в соответствии со свойствами произведений

Источники информации:

1. RU 2060463, 1996.

2. RU 2285902, 2006.

Способ определения дрейфа гиростабилизированной платформы, вызываемого крутильными колебаниями основания прибора, заключающийся в измерении углов прецессии гиростабилизатора, в определении соответствующих им углов стабилизации, отличающийся тем, что с помощью углов прецессии и стабилизации гироскопическим методом определяются нелинейные моменты возмущения и соответствующие им систематические значения дрейфов.