СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИНДИКАТОРНОЙ ГИРОСКОПИЧЕСКОЙ ПЛАТФОРМОЙ И ИНДИКАТОРНАЯ ГИРОСКОПИЧЕСКАЯ ПЛАТФОРМА Российский патент 2010 года по МПК G01C19/44 

Описание патента на изобретение RU2391630C2

Изобретения относятся к точному приборостроению, а именно к гироскопической технике, и могут быть использованы в индикаторных гиростабилизаторах.

Известен способ управления индикаторной гироскопической платформой путем подачи управляющего сигнала на датчики момента [1].

Недостатком данного способа является довольно низкая скорость управления платформой.

Известна гироскопическая индикаторная платформа [2], содержащая гироскоп, датчик угла, датчик момента, вход управления платформы, датчики угла платформы, двигатели стабилизации платформы.

Недостатком данного устройства является довольно низкая скорость управления платформой.

Наиболее близким к заявленному является способ, реализуемый в гиростабилизаторе [3], который заключается в подаче на датчик момента гироскопа управляющего сигнала.

Недостатком данного способа является довольно низкая скорость управления платформой.

Наиболее близким к заявленному устройству является гиростабилизатор [2], содержащий платформу, гироскоп, и датчики момента по каждой оси, датчики угла контура стабилизации, двигатель стабилизации, усилитель стабилизации, содержащий последовательно включенные предварительный усилитель, усилитель напряжения и усилитель мощности.

Недостатком данного устройства является низкая скорость управления платформой.

Задачей, на решение которой направлены настоящие изобретения, является повышение скорости управления платформой.

Поставленная задача достигается тем, что в способе управления индикаторной гироскопической платформой, заключающемся в подаче управляющего сигнала на датчики момента гироскопа, согласно изобретению, гироскоп устанавливают на гироскопической платформе таким образом, чтобы оси датчиков момента располагались под углом 45° к осям управления, а сигнал управления подают одновременно на два датчика момента.

В индикаторную гироскопическую платформу, в состав которой входят гироскоп с ротором на сферической опоре и двумя каналами, содержащими дифференциальные датчики угла и два диаметрально противоположно расположенных датчика момента в каждом канале, входы управления платформы, датчики угла платформы и двигатели стабилизации платформы, причем дифференциальные датчики угла гироскопа соединены через усилители стабилизации с соответствующими двигателями стабилизации платформы, согласно изобретению, дополнительно введены суммирующее устройство и вычитающее устройство, причем входы управления платформы подключены к обоим входам суммирующего устройства и к обоим входам вычитающего устройства, выход которого подключен через включенный в прямом направлении диод ко входу первого датчика момента второго канала гироскопа и через включенный в обратном направлении диод ко входу второго датчика момента второго канала гироскопа, а выходы обоих датчиков момента второго канала гироскопа подключены к общему проводу, выход суммирующего устройства подключен через включенный в прямом направлении диод ко входу первого датчика момента первого канала гироскопа и через включенный в обратном направлении диод ко входу второго датчика момента первого канала гироскопа, а выходы обоих датчиков момента первого канала гироскопа подключены к общему проводу.

К существенным отличиям предложенного способа повышения скорости управления относится то, что гироскоп устанавливают на гироскопической платформе таким образом, чтобы оси датчиков момента располагались под углом 45° к осям управления, а сигнал управления подают одновременно на два датчика момента, при этом результирующий момент воздействия на чувствительный элемент гироскопа будет больше в раз, чем от воздействия одного датчика момента. Скорость управления платформой определяется формулой

где ω - скорость управления платформой, М - результирующий момент, Н - кинетический момент чувствительности элемента гироскопа.

Согласно приведенной формуле (1) скорость управления платформой ω прямо пропорциональна результирующему моменту М воздействия на чувствительный элемент гироскопа, следовательно скорость увеличится также в раз.

В принципе, скорость гироскопа можно повысить, снизив вектор , но при этом снижается точность гироскопа за счет увеличения дрейфа.

К существенным отличиям устройства относится введение в него суммирующего и вычитающего устройств, выходы которых через диоды подключены к датчикам момента, оси которых расположены под углом 45° к осям управления. При таком включении сигналы управления поступают одновременно на два датчика момента, результирующий момент воздействия на чувствительный элемент гироскопа увеличивается в раз и согласно формуле (1) скорость управления платформой также увеличится в раз.

Предлагаемые изобретения иллюстрируются чертежом, где представлены гироскоп 1, дифференциальный датчик 2 угла первого канала гироскопа, дифференциальный датчик 3 угла второго канала гироскопа, первый датчик 4.1 момента, второй датчик 4.2 момента первого канала гироскопа, первый датчик 5.1 момента, второй датчик 5.2 момента второго канала гироскопа, входы 6, 7 управления платформы, датчики 8, 9 угла платформы, двигатели 10, 11 стабилизации платформы, первый и второй усилители 12, 13 стабилизации платформы, суммирующее устройство 14, вычитающее устройство 15, диоды 16, 17, 18, 19, оси управления X 20 и У 21.

Находящийся в непосредственной близости от чувствительного элемента гироскопа 1 дифференциальный датчик 2 угла первого канала гироскопа соединен через первый усилитель 12 стабилизации платформы с двигателем 10 стабилизации платформы. Дифференциальный датчик 3 угла второго канала гироскопа соединен через второй усилитель 13 стабилизации платформы с двигателем 11 стабилизации платформы, входы 6, 7 управления платформы соединены со входами суммирующего устройства 14 и вычитающего устройства 15, выход которого подключен через включенный в прямом направлении диод 18, ко входу первого датчика 5.1 момента второго канала гироскопа и через включенный в обратном направлении диод 19 ко входу второго датчика 5.2 момента второго канала гироскопа, а выходы обоих датчиков 5.1 и 5.2 момента подключены к общему проводу. Выход суммирующего устройства 14 подключен через включенный в прямом направлении диод 16 ко входу второго датчика 4.2 момента первого канала гироскопа и через включенный в обратном направлении диод 17 ко входу первого датчика 4.1 момента первого канала гироскопа, а выходы обоих датчиков 4.1 и 4.2 момента подключены к общему проводу.

Способ управления индикаторной гироскопической платформой осуществляют следующим образом: гироскоп устанавливают на гироскопической платформе таким образом, чтобы оси датчиков 4 и 5 момента располагались под углом 45° к осям управления X 20, У 21, а сигнал управления подают одновременно на два датчика момента. Например, по оси У 21 на датчики 4.1 и 5.1 момента - при управлении в одну сторону, на датчики 4.2 и 5.2 момента - при управлении в другую сторону. Аналогично и по оси X 20 - на датчики 4.1, 5.2 момента - в одну сторону, на датчики 4.2, 5.1 момента - в другую сторону.

Управление индикаторной гироскопической платформой осуществляется следующим образом. При подаче положительного сигнала управления со входа 6 управления платформы на входы суммирующего устройства 14 и вычитающего устройства 15 на их выходах будут присутствовать соответственно положительный сигнал и отрицательный сигнал. Положительный сигнал проходит через включенный в прямом направлении диод 16 и поступает на вход датчика 4.2 момента, а отрицательный - через включенный в обратном направлении диод 19 поступает на вход датчика 5.2 момента, т.е. сигнал управления оказывается поданным одновременно на два датчика 4.2 и 5.2 момента. При векторном сложении сил тяжения датчиков момента и учитывая, что оба датчика повернуты относительно оси управления У 21 на угол 45°, результирующая сила будет в раз больше, чем сила каждого из датчиков 4.2 и 5.2 момента. При этом управление платформой будет происходить по оси У 21 в одном направлении. При подаче отрицательного сигнала управления со входа управления 6 платформы на входы суммирующего устройства 14 и вычитающего устройства 15 на их выходах будут присутствовать соответственно отрицательный сигнал и положительный сигнал. Отрицательный сигнал проходит через включенный в обратном направлении диод 17 и поступает на вход датчика 4.1 момента, а положительный - через включенный в прямом направлении диод 18 поступает на вход датчика 5.1 момента, т.е. сигнал управления оказывается поданным одновременно на два датчика 4.1 и 5.1 момента. При векторном сложении сил тяжения датчиков момента и учитывая, что оба датчика повернуты относительно оси управления У 21 на угол 45°, результирующая сила будет в раз больше, чем сила каждого из датчиков 4.1 и 5.1 момента. При этом управление платформой будет происходить по оси У 21 в другом направлении. Аналогично происходит управление платформой по оси X 20, при этом в одну сторону управление осуществляется одновременно датчиками 4.2 и 5.1 момента, в другую сторону датчиками 4.1 и 5.2 момента.

В гиростабилизаторе, построенном по индикаторной схеме, в которой гироскоп 1 сам не принимает участие в компенсации возмущающего момента, а используется лишь как чувствительный элемент отклонения стабилизируемой нагрузки от заданного направления в пространстве, компенсация возмущающих моментов возложена на двигатели 10 стабилизации по оси X 20 и 11 по оси У 21, подключенные через усилители 10 и 13 стабилизации к дифференциальным датчикам 2 и 3 угла гироскопа соответственно.

Предложенные изобретения использованы в гиростабилизированной платформе и показали хорошие результаты.

Источники информации

1. В.А.Бесекерский, Е.А.Фабрикант. Динамический синтез систем гироскопической стабилизации. Л., Судостроение, 1968 г., стр.283, 284, 171, 172, рис.6.1.

2. Индикаторные гироскопические платформы под ред. А.Д.Александрова. М., Машиностроение, 1979 г., стр.7-12.

3. Патент РФ №2117915, G01C 19/44, 1998 г.

Похожие патенты RU2391630C2

название год авторы номер документа
Способ управления индикаторной гироскопической платформой и устройство для его осуществления 2016
  • Зименс Виктор Корнеевич
  • Макаров Анатолий Михайлович
  • Скирда Антон Павлович
RU2622235C1
ГИРОСКОПИЧЕСКАЯ ИНДИКАТОРНАЯ ПЛАТФОРМА 2008
  • Денисенко Павел Васильевич
  • Семёнов Игорь Алексеевич
RU2366896C1
Способ получения сигнала обратной связи по скорости индикаторной гироскопической платформы и индикаторная гироскопическая платформа 2019
  • Зименс Виктор Корнеевич
  • Ширяев Владимир Сергеевич
RU2731023C1
Способ исключения потери работоспособности индикаторной гироскопической платформы при воздействии угловых скоростей носителя и индикаторная гироскопическая платформа 2022
  • Зименс Виктор Корнеевич
  • Кожин Владимир Витальевич
RU2803407C1
СПОСОБ ПУСКА ГИРОСКОПА ИНДИКАТОРНОЙ ГИРОСКОПИЧЕСКОЙ ПЛАТФОРМЫ И ГИРОСКОПИЧЕСКАЯ ИНДИКАТОРНАЯ ПЛАТФОРМА 2006
  • Денисенко Павел Васильевич
  • Семенов Игорь Алексеевич
RU2315264C1
ГИРОИНЕРЦИАЛЬНЫЙ МОДУЛЬ ГИРОСКОПИЧЕСКОГО ИНКЛИНОМЕТРА 2012
  • Кривошеев Сергей Валентинович
  • Стрелков Александр Юрьевич
RU2499224C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АЗИМУТА И ЗЕНИТНОГО УГЛА СКВАЖИНЫ И ГИРОСКОПИЧЕСКИЙ ИНКЛИНОМЕТР 1999
  • Дьяченко С.П.
  • Кожин В.В.
  • Лещев В.Т.
  • Лосев В.В.
  • Павельев А.М.
  • Пантелеев В.И.
  • Фрейман Э.В.
RU2159331C1
Способ стабилизации гироскопической платформы и устройство для его осуществления 2015
  • Зименс Виктор Корнеевич
  • Макаров Анатолий Михайлович
RU2614924C1
Гироскопический стабилизатор 1986
  • Лянзбург В.П.
  • Эйрих В.И.
  • Климарев А.М.
SU1839920A1
Индикаторный гиростабилизатор 2021
  • Фатеев Владимир Васильевич
  • Кулешов Александр Викторович
RU2790028C1

Реферат патента 2010 года СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИНДИКАТОРНОЙ ГИРОСКОПИЧЕСКОЙ ПЛАТФОРМОЙ И ИНДИКАТОРНАЯ ГИРОСКОПИЧЕСКАЯ ПЛАТФОРМА

Изобретения относятся к точному приборостроению, а именно к гироскопической технике, и могут быть использованы в индикаторных гиростабилизаторах. Техническим результатом изобретения является повышение скорости управления платформой. Индикаторная гироскопическая платформа содержит гироскоп, дифференциальные датчики угла первого и второго канала гироскопа, первый и второй датчики момента первого канала гироскопа, первый и второй датчики момента второго каналов гироскопа, входы управления платформы, датчики угла платформы, двигатели стабилизации платформы, первый и второй усилители стабилизации платформы, суммирующее устройство, вычитающее устройство, диоды, оси управления Х и Y. Способ управления индикаторной гироскопической платформой заключается в подаче управляющего сигнала на датчики момента гироскопа. При этом оси датчиков момента располагаются под углом 45° к осям управления. Сигнал управления подают одновременно на два датчика момента. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 391 630 C2

1. Способ управления индикаторной гироскопической платформой, заключающийся в подаче управляющего сигнала на датчики момента гироскопа, отличающийся тем, что гироскоп устанавливают на гироскопической платформе таким образом, чтобы оси датчиков момента располагались под углом 45° к осям управления, а сигнал управления подают одновременно на два датчика момента.

2. Индикаторная гироскопическая платформа, в состав которой входят гироскоп с ротором на сферической опоре и двумя каналами, содержащими дифференциальные датчики угла и два диаметрально противоположно расположенных датчика момента в каждом канале, входы управления платформы, датчики угла платформы и двигатели стабилизации платформы, причем дифференциальные датчики угла гироскопа соединены через усилители стабилизации с соответствующими двигателями стабилизации платформы, отличающаяся тем, что в нее введены суммирующее устройство и вычитающее устройство, причем входы управления платформы подключены к обоим входам суммирующего устройства и к обоим входам вычитающего устройства, выход которого подключен через включенный в прямом направлении диод ко входу первого датчика момента второго канала гироскопа и через включенный в обратном направлении диод ко входу второго датчика момента второго канала гироскопа, а выходы обоих датчиков момента второго канала гироскопа подключены к общему проводу, выход суммирующего устройства подключен через включенный в прямом направлении диод ко входу второго датчика момента первого канала гироскопа и через включенный в обратном направлении диод ко входу первого датчика момента первого канала гироскопа, а выходы обоих датчиков момента первого канала гироскопа подключены к общему проводу.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2010 года RU2391630C2

ИНДИКАТОРНЫЙ ГИРОСТАБИЛИЗАТОР 1996
  • Пантелеев В.И.
  • Кожин В.В.
  • Порубилкин Е.А.
  • Кривошеев С.В.
  • Фрейман Э.В.
RU2117915C1
СПОСОБ ПУСКА ГИРОСКОПА ИНДИКАТОРНОЙ ГИРОСКОПИЧЕСКОЙ ПЛАТФОРМЫ И ГИРОСКОПИЧЕСКАЯ ИНДИКАТОРНАЯ ПЛАТФОРМА 2006
  • Денисенко Павел Васильевич
  • Семенов Игорь Алексеевич
RU2315264C1
СИСТЕМА СТАБИЛИЗАЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЯ НА ПОДВИЖНОМ ОСНОВАНИИ 2002
  • Патрушев И.П.
  • Лабзин Е.М.
RU2225024C1
RU 94042298 A1, 20.09.1996
US 4472978 A, 25.09.1984.

RU 2 391 630 C2

Авторы

Макаров Анатолий Михайлович

Денисенко Павел Васильевич

Семёнов Игорь Алексеевич

Даты

2010-06-10Публикация

2008-07-01Подача