Наземный гирокомпас

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву р 550862 (22) Заявлено1811.76 421) 2421025/40-23 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 05.11.79, бюллетень ¹ 41

Дата опубликования описания 05,1179 (51) рА. Кл,2

G 01 С 19/38

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 528,526 ° 6 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Глейзер, М. С. Кон, Ю. С. Луковатый и Т. П. Фролова (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (54) НАЗЕМНЫЙ ГИРОКОМПАС

Изобретение относится к области гироскопического приборостроения и может быть использовано в наземных торсионных гирокомпасах.

По основному авт.св. Р 550862 известен наземный гирокомпас, содержащий чувствительный элемент с торсионным подвесом, датчик углового положения чувствительного элемента относительно корпуса гирокомпаса, программный электропривод ротора, временное командное устрой" ство и азимутальную следящую систему, включающую сервопривод с уси- лителем, инвертор, сумматор и запоминающее устройство, причем вход инвертора через первый размыкающий контакт временного командного устройства и один вход сумматора подключен к выходу датчика углового положения чувствительного.элемента, а выход инвертора через второй размыкающий контакт временного командного устройства подсоединен к второму входу сумматора и непосредственно к входу запоминающего устройства, выход которого через замыкающий контакт временного командного устройства соединен с вторым входом сумматора, который через четвертый замыкающий контакт временного командного устройства связан с шиной нулевого потенциала, при этом выход сумматора подсоединен к усилителю сервопривода, а вход временного командного устройства к выходу программного электропривода ротора.

Известный:. наземный гирокомпас позволяет за время разгона ротора гиромотора добиться существенного уменьшения амплитуды установившихся около положения меридиана колебаний чувствительного элемента.

Однако уменьшение амплитуды колебаний, которое может быть достигнуто средствами, используемыми в этом гирокомпасе, ограничивается влиянием вертикальной составляющей угловой скорости вращения

Земли U и угла неортогональности /Ья между главной осью и осью симметрии, проходящей через центр тяжести и точку подвеса.

Для пояснения этого обстоятельства рассмотрим уравнение движения

606414

20

2U? H(t)

Я= — - д

h. С h.Ñ

50 нос60

65 чувствительного элемента гирокомпаса во время разгона гиромотора, 2..., 1lluf

Н (t)< +?M()«+ Щ ) «-" н н h.

=Ж (М1-("() и >» г е Н(1) - кинематический момент гирокомпаса с4- " угол отклонения чувствительного элемента в азимуте; я1 - маятниковый момент;

U,U@ - горизонтальная и вертикальная составляющие угловой скорости вращения земли

h - скорость изменения кинематического момента;

С вЂ” удельный момент сил упругости торсионного подвеса при кручении; время закручивания торP сионного подвеса; угол неортогональности °

Решение этого уравнения можно представить н виде .- К (Н,С) а, К (н) — + к,(н)11 6

Анализ этого выражения показывает,что даже при нулевых начальных отклонениях чувствительного эле" мента от меридиана, т.е. при<= 0

1 и«.= О, величина амплитуды колебаний. после окончания разгона ротора не равна нулю. Она определяется членами, независящими от с и пропорциональнымиЩ и 5".

Программа изменения кинематического момента Н (4) и программа изменения момента упругих сил подвеса при разгоне ротора могут быть подобраны, так, чтобы свести к нулю коэффициент при аС . Тогда величина амплитуды установйвшихся колебаний будет определяться только членами, пропорциональнымиЦф и Д" . Для маркшейдерских гирокомпасов (при условии, что выполнена предварительная балансировка чувствительного элемента) она составляет 3-15 угловых минут.

Цель изобретения — повышение точности ускоренного проведения гирокомпаса, осущестнляемого за время разгона ротора.

Для достижения поставленной цели известный наземный гирокомпас допслн тельно снабжен датчиком углоной скор ти вращения ротора, масштабным устройством и источником постоянного потенциала, причем датчик нулевой скорости вращения ротора соединен с сумматором через масштабное устройство, второй вход масштабного устройства подключен к выходу временного командного устройства, а третий вход масштабного устройства соединен с источником постоянного потенциала.

На чертеже показаны гидродвигатель 1, чувствительный элемент 2, торсион 3, корпус 4, зеркало 5, оптический датчик б углового положения чувствительного элемента, программный электропривод 7 ротора, временное командное устройство

8, первый размыкающий контакт 9 временного командного устройства, инвертор 10, второй размыкающий контакт 11 нременного командного устройства, запоминающее устрой" стно 12, первый замыкающий контакт

13 временного командного устройства, сумматор 14, второй замыкающий контакт 15 временного командного устройства, шина 16 нулевого потенциала, усилитель 17 сервопривода, сервопривод 18, датчик 19 угловой скорости вращения ротора, масштабное устройство 20, клемма

21 источника постоянного напряжения.

В этом гирокомпасе реализуется программное изменение кинетического момента, упругих сил торсионного подвеса и вырабатывается компенсационный момент, пропорциональный величине

Компенсационный момент прикладывается к чувствительному элементу путем дополнительного разворота двигателя азимутальной следящей системы на угол дополнительный разворот двигателя азимутальной следящей системы осуществляется по сигналу, поступающему на вход сумматора с выхода датчика угловой скорости ротора гироднигателя и от источника постоянного напряжения. Масштаб переменной .и постоянной составляющих этого сигнала меняется с помощью масштабного устройства в зависимости от программы изменения Н(Е) .

Гирокомпас работает следующим образом.

При включении программного электропринода 7 начинает разгоняться гидродвигатель 1, и чувствительный элемент 2, подвешенный на торсионе

3, начинает двигаться относительно корпуса 4 по направлению к меридиану вокруг вертикальной оси. При этом перемещается светоной луч, отраженный от зеркала 5, и возраста606414

20 ет сигнал рассогласования с оптического датчика б. Он поступает через замкнутый контакт 9 командного устройства 8 на вход инвертора 10 и одновременно на один вход сумматора 14. С выхода инвертора 10 инверсионный сигнал через замкнутый контакт 11 командного устройства

8 поступает на второй вход суммато" ра 14. На третий вход сумматоРа

14 через масштабное устройства 20 поступает суммарный сигнал с датчика 19 угловой скорости вращения ротора и от клеммы 21 источника постоянного потенциала. На входе сумматора 14 присутствует сигнал, пропорциональный только сигналу по третьему входу, так как суммарный сигнал по первому и второму входам равен нулю. Сигнал с выхода сумматора 14 поступает на вход усилителя 17 сервопривода и сервопривод 18 разворачивает верхний зажим торсиона 3. В результате торсионный подвес закручивается и создает момент сопротивления. Далее через заранее рассчитанный промежуток времени по первой команде от командного устройства 8 контакты 9 и 11 размыкаются, а контакт 13 замыкается, при этом сигнал с оптического датчика б поступает только на один вход сумматора 14, а на второй вход сумматора 14 поступает сигнал с запоминающего устройства 12, подключенного к выходу инвертора 10. Этот сигнал соответствует углу рассогласования между чувствительным элементом 2 и корпусом 4 в момент подачи первой команды от командного устройства 8.

Увеличившийся на выходе сумматора

14 сигнал поступает на вход усили" теля сервопривода 17, и сервопривод 18 разворачивает верхний торсион 3. Таким образом после первой команды от временного команд" ного устройства 8 чувствительный элемент движется с изменяющимся в зависимости от изменения Н (t) углом закручивания торсиона 3. По сигналу с командного устройства в соответствии с законом изменения кинетического момента изменяется масштаб в масштабном устройстве 20.

B момент окончания разгона гиродвигателя 1 временное командное устройство 8 вырабатывает команду, по которой контакт 15 замыкается и один вход сумматора 14 подсоединяется к шине 16 нулевого потенциала. В результате этого на выходе сумматора 14 сигнал резко возрастает и сервопривод 18 разворачивает верхний зажим торсиона 3, уменьшая угол закручивания до нулевого значения, Таким образом,после окончания разгона происходят малые колебания чувствительного элемента 2, а угол закручивания торсиона 3 сохраняется равным нулю.

Введение в гирокомПас указанных выше дополнительных элементов позволяет за время разгона гиродвигателя добиться дополнительного уменьшения амплитуды установившихся около положения меридиана колебаний чувствительного элемента.

Формула из обретения

Наземный гирокомпас по авт. св.

Р 550862, отличающийся тем, что, с целью повышения точности приведения чувствительного элемента в меридиан, он дополнительно снабжен датчиком угловой скорости вращения ротора, масштабным устройством и источником постоянного потенциала, причем датчик угловой скорости вращения ротора соединен с сумматором через масштабное Устройство, второй вход масштабного устройства подключен к выходу временного командного устройства, а третий вход масштабного устройства соединен с источником постоянного потенциала.

606414

21.

Составитель Б.Делекторский

Техред И. Асталош Корректор О.Ков инская

Редактор E.Ìåñðoïoâà

Тираж 84 4 Подпи сн ое

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

2113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Заказ 68.11/61

Филиал ППП Птаент, r.Óæãîðîä, ул,Проектная,4