Способ определения дрейфа гиростабилизированной платформы, вызываемого крутильными колебаниями основания прибора Российский патент 2023 года по МПК G01C21/18 

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.

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.

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.