Способ измерения абсолютной угловой скорости

 

) (ii) 58ЬМЬ

Союз. Советских

Социалистических сслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.04.76 (21) 2351530j18-10 (51) М. Кл.з б 01С 19i00

G 01Р 3/66 с присоединением здявк1i JЄ2

Государственный комитет

Совета Министров СССР (23) Приоритет (43) Опубликовано 30,12.77. Бюллетень Ы 48 (45) Дата опубликования описания 01.11.77 (53) УДК 531.771(088.8) по делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

A. A. Голован и A. В. Салмин

Московское ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени высшее техническое училище им. Н. 3. Баумана (7)) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АБСОЛЮТНОЙ УГЛОВОЙ

СКОРОСТИ

Изобретение относится к области измерения параметров движения подвижных объектов.

Известны способы определения угловой скорости (1) с помощью гироскопического датчика угловой скорости. Однако, этот способ требует дополнительных операций для исключения постоянных составляющих скорости ухода самого гироблока.

Известны также способы индикации абсолютной угловой скорости (2), заключающиеся в фиксации выходного сигнала датчика абсолютной угловой скорости, изменяющегося с частотой, задаваемой датчику однокоординатных угловых колебаний относительно оси, перпендикулярной его оси чувствительности.

Однако, этот способ требует задания строго прямолинейного колебательного движения, что ограничивает возможность повышения точности измерений.

Целью изобретения является повышение точности измерения угловой скорости за счет фильтрации полезной составляющей выходного сигнала, Указанная цель достигается тем, что при задании датчику принудительных колебаний относительно оси, перпендикулярной его оси чувствительности, и фиксации составляющих выходного сигнала изменяют масштабный коэффициент, а фиксацию производят IIQ разности частоты принудительных колебаний и частоты изменения масштабного коэффициента.

Так, при задании датчику принудительных колебаний у=у„,siIIvt в горизонтальной плоскости, вследствие неизбежных технологических погрешностей возникнут колебания с той же частотой и в вертикальной плоскости (а = а„,з1пИ) . Для анализа погрешностей, обусловленных этими паразитпыми колебания10 ми, вводят систему координат ОЦт1, связанную с основанием, и систему координат

ОХУЛ, связанную с датчиком абсолютной угловой скорости. В начальный момент направление осей, введенных систем координат, совпадают. Ось ОУ совпадает с направлением оси чувствительности датчика. Оси О и От1 лс:кат в горизонтальной плоскости. В этом случае положение системы координат ОЛУХ в каждый момент времени может быть задано путем последовательных поворотов системы ОЛУХ сначала в горизонтальной плоскости на угол у, а затем в вертикальной плоскости на угол а. Тогда проекция абсолютных угловых скоростей на ось чувствительности датчика запишется в виде суммы: ш =-0 совтсоза — о sin; cos .+

У

+ з1по.+ т з1п, (1) где со>, то;- и о, — проекции абсолютной уг30 ловой скорости основания на соответствую586325

Формула изобретения

КдТ чд — sin 2vt

U,„„= Кд,(в, — К„в; $1П ч1+ !

Составитель В. Ковнисареико

Техред H. Рыбкина

Корректор A. Николаева

Редактор Н. Громов

Подписное

Заказ 2821/! 8 11вд. М 080 Тираж 907

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская паб., д. 4/5

Типографии, нр. Сапунова, 2 щие оси системы координат 01 т1. Учитывая малость углов ч и сд, а также /))и, выражение (1) с точностью до малых второго порядка малости можно представить как

1 а : а, — со Т $1п ft + — Т д .vs n2rt (2) у 1, П т 2 а выражение для выходного сигнала датчика абсолютной угловой скорости, как

U», К а. — а,;$1п it+

+, e — sin 2 t + ядр (т)> (3)

2 где Кд — масштабный коэффициент датчика абсолютной угловой скорости; U„p(t) — медленно меняющаяся функция, характеризующая дрейф нуля датчика абсолютной угловой скорости.

Из выражения (3) следуеч, что полезный 20 сигнал (Кдо1,, у$1п Ы), изменяющийся с частотой v, должен быть выделен на фоне помех, которые складываются из постоянной составляющей (К о -), медленно меняющейся под $

25 мехи U»(t)» помехи, действующей на второй гармонике по отношению к полезному сигналу. Пусть масштабный коэффициент датчика абсолютной угловой скорости изменяется в соответствии с законом

К, = Кд, + дкsin, t. зТогда в соответствии с формулой (3) и учитывая выражение (4), выходное напряжение датчика можно записать в виде:

+ Кд," тч "т — sin 2vt + Uäð (t) +

2

+ дК .. sin iit — дКсо y — cps (ч — 1) /+

+ К,Тт 0$ (ч+ р) t+ дкттчт — Х

1 1

2 2

1 1

X — со$(2ч — н) t — ДКТ ча — ><

)(— cos (2v+ 1) t.

Из выражения (5) следует, что, выбирая в качестве полезного сигнала составляющую с

1 дКа,1 тт — соз {ч — р.) t изменяющуюся с частотой, равной разности частот v и q, обеспечивают ее широкое разнесение по частотному диапазону от помех.

Способ измерения абсолютной угловой скорости, заклю.:ающийся в фиксации составляющих выходного сигнала датчика абсолютной угловой скорости при задании ему принудительных колебаний вокруг оси, перпендикулярной его ОсН чувствительности, о т л и ч а ющи и ся тем, что, с целью увеличения точности, гармонически изменяют масштабный коэффициент датчика, а фиксацию производят по разности частоты принудительных колебаний и частоты изменения масштабного коэффициента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе !. Патент СШЛ ¹ 3619906, кл. 33 — 226, 1973.

2. Патент Всл11кобритании ЛЪ )321208, кл.

ll C, 1974.