Способ исключения потери работоспособности индикаторной гироскопической платформы при воздействии угловых скоростей носителя и индикаторная гироскопическая платформа Российский патент 2023 года по МПК G01C19/44 

Изобретение относится к точному приборостроению, а именно, к гироскопической технике, и может быть использовано в индикаторных гиростабилизаторах.

Известен способ применения индикаторной гироскопической платформы при совместном полете с носителем, при котором для исключения потери работоспособности вследствие воздействия угловых скоростей носителя гиростабилизатор транспортируется без подачи на него электропитания [1].

Недостатком данного способа является повышенный износ редуктора стабилизирующего привода, т.к. эксплуатация платформы при отключенном усилителе стабилизации происходит в одном положении, а также увеличенное время готовности, необходимое для разгона гиромотора гироскопа и приведение гиростабилизатора в рабочее состояние.

Известна гироскопическая индикаторная платформа, в которой в качестве чувствительных элементов применены датчики угловой скорости (ДУСы) [2], воздействие угловых скоростей носителя на которые не приводит к потере работоспособности платформы.

Недостатками данной гироскопической платформы являются невысокие точностные характеристики стабилизации при выполнении требований по габаритно-массовым характеристикам или обеспечение точностных требований, но превышение по габаритно-массовым показателям.

Наиболее близким к заявленному устройству является гироскопическая индикаторная платформа [3], применение которой при совместном полете с носителем происходит в режиме стабилизации, а при отклонении платформы на некоторый критический угол в датчики момента гироскопа подается сигнал управления, заставляя двигатели стабилизации возвращать платформу в исходное положение.

Недостатком данной гироскопической платформы является ограничение скорости отвода от упоров, обусловленное возможными скоростями управления гироскопом.

Техническим результатом изобретения является расширение возможности применения индикаторной гироскопической платформы для более маневренных носителей.

Индикаторная гироскопическая платформа в составе авиационного средства поражения при совместном полете с носителем подвергается воздействию угловых скоростей вследствие маневров носителя.

Поскольку координатор платформы стабилизирован в инерциальном пространстве, то при отклонении корпуса платформы, в результате действия внешней угловой скорости, он может прижаться к ограничительным упорам платформы. В этом случае гироскоп, установленный на платформе, также может достигнуть своих ограничительных упоров, что приведет к потере гироскопом одной степени свободы, а это приведет к резкому движению ротора гироскопа по другой оси до противоположного упора.

Двигатели стабилизации, отслеживая движение ротора гироскопа, будут принуждать платформу совершать хаотическое движение от упора до упора.

Происходит срыв стабилизации платформы с координатором и потеря ее работоспособности.

Для исключения потери работоспособности при воздействии внешних угловых скоростей предлагается индикаторная гироскопическая платформа, состоящая из электромеханической части, включающей в себя двухосный карданов подвес, гироскоп, имеющий дифференциальные датчики угла и датчики момента, датчики угла платформы, двигатели стабилизации платформы, объединяющего все элементы корпуса, и электронного блока, включающего в себя усилители управления гироскопом, фазочувствительные выпрямители синусоидального сигнала дифференциальных датчиков угла гироскопа, предварительные усилители каналов стабилизации платформы, усилители мощности каналов стабилизации платформы. Согласно изобретению в усилители стабилизации введены электронные ключи для переключения гироскопа в режим ДУСа и отключения усилителя мощности при действии угловых скоростей, превышающих максимальную скорость отвода платформы от упоров при управлении через моментные датчики гироскопа.

Способ исключения потери работоспособности индикаторной гироскопической платформы заключается в отключении усилителей стабилизации платформы при превышении вследствие маневра носителя внешних угловых скоростей более допустимых с последующим их включением при снижении внешних угловых скоростей, регистрируемых по сигналам гироскопа, включаемого в режиме ДУСа.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является исключение потери работоспособности индикаторной гироскопической платформы при энергичных маневрах носителя.

Поставленная задача достигается тем, что при угловых скоростях носителя, превышающих скорости отвода платформы от упоров, режим стабилизации отключается, а при снижении угловых скоростей носителя режим стабилизации автоматически включается.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется рисунком 1.

Работа такой индикаторной гироскопической платформы при совместном полете с носителем в режиме стабилизации происходит следующим образом:

- при изменении углового положения корпуса индикаторной гироскопической платформы на угол θ, вследствие маневров носителя, микроконтроллер (7) электронного блока при приближении платформы к упорам на некоторый критический угол, регистрируемый датчиком угла платформы (12), подает на вход усилителя управления (6) соответствующего канала управляющий сигнал такого знака, что моментный датчик (10) заставляет ротор гироскопа прецессировать в сторону от упоров платформы. С дифференциальных датчиков угла гироскопа (1) появляется сигнал рассогласования, пропорциональный углу отклонения ротора гироскопа, вследствие чего усилитель стабилизации (2) подает управляющий сигнал на двигатель стабилизации (11), который, следуя за движением ротора гироскопа, отводит платформу от упоров до исходного положения α, после чего управляющий сигнал снимается;

- при превышении угловой скорости носителя скорости управления платформой микроконтроллер электронного блока при отводе от упоров регистрирует не уменьшение, а увеличение критического угла и выдает команду на электронный ключ (8) для отключения усилителя мощности (9) от предварительного усилителя (5). Одновременно для регистрации снижения внешней угловой скорости до приемлемого уровня гироскоп переводится в режим датчика угловой скорости (ДУСа), т.е. сигнал с фазочувствительного выпрямителя (3) замыкается электронным ключом (4) через усилитель управления на моментный датчик гироскопа (арретирование гироскопа);

- в режиме отключенного привода платформа находится до тех пор, пока после завершения маневра носителя с гироскопа на микроконтроллер не поступит сигнал, что угловые скорости достигли приемлемых значений, после чего микроконтроллер выдает команду на подключение усилителя мощности и разарретирование гироскопа. Платформа переходит в режим стабилизации с отводом от упоров.

К существенным отличиям предложенного способа является исключение потери работоспособности платформы при действии значительных внешних угловых скоростей, т.к. в этот момент режим стабилизации отключен, а при снижении внешней угловой скорости индикаторная гироскопическая платформа автоматически переходит в режим стабилизации.

Предлагаемое изобретение позволит расширить область применения индикаторной гироскопической платформы для более маневренных носителей.

Источники информации

1. Координатор ГС-25 Техническое описание 6Ш2.564.010ТО.

2. В.А. Бессекерский, Е.А. Фабрикант. Динамический синтез систем гироскопической стабилизации. Л., Судостроение, 1968 г., стр. 105, 106, 123, 147, 148, рис. 5.1.

3. Координатор управляемый ГС-28 Руководство по эксплуатации ИСМЯ.402113.034РЭ.

4. Гироскопические системы, ч. II, гироскопические стабилизаторы. Под редакцией Д.С. Пельпора, Москва «Высшая школа» 1977 г., стр. 103 - 108, 139 - 147.

Изобретение относится к точному приборостроению, а именно к гироскопической технике, и может быть использовано в индикаторных гиростабилизаторах. Способ исключения потери работоспособности индикаторной гироскопической платформы заключается в отключении электронными ключами усилителей стабилизации платформы при превышении вследствие маневра носителя внешних угловых скоростей более допустимых с последующим их автоматическим включением при снижении внешних угловых скоростей, регистрируемых по сигналам гироскопа, включаемого электронными ключами в режиме ДУСа. Индикаторная гироскопическая платформа содержит электромеханическую часть, состоящую из гироскопа, дифференциальных датчиков угла первого и второго канала гироскопа, датчиков момента первого и второго канала гироскопа, датчиков угла платформы, двигателей стабилизации платформы, и электронный блок, состоящий из первого и второго усилителей управления платформой, первого и второго предварительных усилителей канала стабилизации платформы, первого и второго усилителей мощности канала стабилизации платформы, электронных ключей, управляемых по сигналам микроконтроллера электронного блока. Технический результат – расширение возможности применения индикаторной гироскопической платформы для более маневренных носителей. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ исключения потери работоспособности индикаторной гироскопической платформы при воздействии угловых скоростей носителя, превышающих допустимые скорости отвода от упоров, отличающийся тем, что при увеличении критического угла отвода от упоров микроконтроллер электронного блока выдает команду на электронные ключи для отключения режима стабилизации платформы и перевода гироскопа в режим датчика угловой скорости, а при снижении внешней угловой скорости, регистрируемой по сигналам гироскопа, по команде микроконтроллера электронного блока режим стабилизации платформы автоматически включается.

2. Индикаторная гироскопическая платформа, содержащая электромеханическую часть, состоящую из гироскопа, дифференциальных датчиков угла первого и второго канала гироскопа, датчиков момента первого и второго канала гироскопа, датчиков угла платформы, двигателей стабилизации платформы и электронный блок, состоящий из первого и второго усилителей управления платформой, первого и второго предварительных усилителей канала стабилизации платформы, первого и второго усилителей мощности канала стабилизации платформы, отличающаяся тем, что дополнительно введены электронные ключи, которые по сигналам микроконтроллера электронного блока отключают усилитель мощности и переводят гироскоп в режим ДУСа при скоростях носителя, превышающих допустимые скорости отвода от упоров, а при снижении скоростей носителя до допустимых, регистрируемых по сигналам гироскопа, по команде микроконтроллера ключи возвращаются в исходное состояние и платформа переходит в режим стабилизации с отводом от упоров.