АЗИМУТАЛЬНАЯ ОРИЕНТАЦИЯ ПЛАТФОРМЫ ТРЕХОСНОГО ГИРОСТАБИЛИЗАТОРА ПО УГЛУ ПРЕЦЕССИИ ГИРОБЛОКА Российский патент 2008 года по МПК G01C21/18 

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

Известен способ автономного азимутального ориентирования с использованием токов коррекции [3].

Этот способ заключается в анализе токов коррекции гиростабилизатора в режиме точного приведения в горизонт. Во время обычной силовой стабилизации платформы относительно горизонтальной оси, чувствительным элементом которой является гироблок с датчиком углов прецессии и датчиком моментов, ось чувствительности гироскопа стабилизации совпадает, при отсутствии возмущений М_B, с горизонтальной осью стабилизации. Цепь точного приведения платформы в горизонт относительно этой оси содержит акселерометр, усилитель системы приведения и датчик моментов гироблока, по управляющей обмотке которого протекает в режиме приведения ток коррекции i_K. В установившемся режиме точного приведения относительного движения платформы нет, а платформа прецессирует в инерциальном пространстве со скоростью

Проецируя скорость вращения Земли на оси платформы, а затем - на ось y гироскопа, получим

или с учетом малости углов α₂, α₃, и β:

Принимая во внимание значение M_k=k_ДМi_k, получаем выражение для величины тока коррекции в установившемся состоянии

Полученное выражение позволяет решать задачу автономного азимутального ориентирования, замеряя ток коррекции в целях точного приведения гиростабилизированной платформы в горизонт, без установки на платформу дополнительных измерителей.

Недостатки этого способа следующие: невертикальность выходной оси гироскопа, несовпадение оси чувствительности с той осью платформы, азимут которой определяется, неперпендикулярность главной и выходной осей измерительного гироскопа, нестабильность масштабного коэффициента и неизвестная величина ухода системы, вследствие чего возникает необходимость проведения нескольких измерений с разворотом платформы и как следствие увеличение времени определения азимута, а также необходимость жесткой привязки к земле (необходимость неподвижного базового направления).

Целью настоящего изобретения является устранение некоторых недостатков известных способов определения азимута, повышение точности и сокращение времени определения азимута без введения дополнительных устройств.

Поставленная цель достигается тем, что горизонтирование платформы относительно одной из осей осуществляют путем отключения акселерометра от датчика моментов гироблока контура стабилизации по этой оси и подключения его к соответствующему двигателю стабилизации через усилитель стабилизации, а информацию об азимуте оси чувствительности гироблока считывают с широкодиапазонного кодового датчика угла этого гироблока.

Таким образом, платформа «свободна в азимуте» относительно Земли по вертикали, поэтому вертикальная составляющая угловой скорости Земли при отклонении платформы от горизонта на определение азимута влияет мало. Так же мало влияние дрейфа платформы относительно вертикальной оси [1].

В этом случае алгоритм определения азимута платформы строится на основе полной динамической модели движения гироскопа и имеет следующий вид [2]:

где I - момент инерции гироскопа;

f - коэффициент демпфирования;

Н - кинетический момент;

ω_В, ω_Г - проекции угловой скорости вращения Земли;

А₀ - начальный азимут платформы;

ω_ГБ - скорость собственного ухода измерительного гироблока;

δ^*, γ^* - статические ошибки системы горизонтирования;

α - угол поворота платформы относительно Земли;

α=ω_ДР-ω_В;

ω_ДР - скорость дрейфа платформы относительно вертикальной оси;

β - угол прецессии гироскопа.

Сравнительный анализ существенных признаков существующих способов определения азимута и настоящего способа показывает, что способ определения азимута гиростабилизированной платформы отличается тем, что платформа «свободна в азимуте» относительно Земли по вертикали, текущий азимут платформы определяется путем непрерывной обработки информации об угле прецессии гироскопа гироблока, отключенного от канала стабилизации на время измерения, снимаемого с широкодиапазонного кодового датчика угла.

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. Авторское свидетельство СССР №1827544 кл. G01С 21/18, 1988.

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

3. Хлебников Г.А. Начальная выставка инерциальных навигационных гироскопических систем. М.: ВАД, 1994, с.288-292.

Азимутальная ориентация платформы трехосного гиростабилизатора по углу прецессии гироблока относится к области гироскопических систем и может быть использована для определения азимута, например в высокоточных системах различного назначения. Для определения азимута используется один из гироблоков системы стабилизации гиростабилизированной платформы, горизонтирование платформы относительно одной из осей осуществляется путем отключения акселерометра от датчика моментов гироблока контура стабилизации по этой оси и подключения его к соответствующему двигателю стабилизации через усилитель стабилизации, информация об азимуте оси чувствительности гироблока считывается с широкодиапазонного кодового датчика угла этого гироблока.

Азимутальная ориентация платформы трехосного гиростабилизатора по углу прецессии гироблока, заключающаяся в том, что используют один из гироблоков системы стабилизации гиростабилизированной платформы, отличающаяся тем, что горизонтирование платформы относительно одной из осей осуществляют путем отключения акселерометра от датчика моментов гироблока контура стабилизации по этой оси и подключения его к соответствующему двигателю стабилизации через усилитель стабилизации, а информацию об азимуте оси чувствительности гироблока считывают с широкодиапазонного кодового датчика угла этого гироблока.