Двухступенчатый трехосный поплавковый гиростабилизатор Советский патент 1993 года по МПК G01C21/18 

Фиг, I

соединены с выходами датчиков 14 команд, измеряющих угловое положение первой гироплатформы относительно второй гиро-. платформы 8, а выходы - с управляющими обмотками датчиков 4 моментов гироскопов первой гироплатформы. Внутри первой ги- роплатформы в концентрической сферической полости в жидкости 7 взвешена вторая Сферическая гиростабилизированная платформа 8 с размещенными на ней гироскопами 9 и гидравлическими исполнительными элементами 10 системы угловой стабилизации, четырьмя акселерометрами 11, являющимися чувствительными элементами гравитационного градиентометра. гидронасо- с о м 1 2. обеспечивающим функционирование гидравлических исполнительных элементов системы угловой стабилизации второй гироплатформы и блок 17 задания прецессионного движения, выходы которого соединены с управляющими обмотками датчиков моментов гироскопов 9 второй гироплатформы. Устройство подвода питания с первой гироплатформы во вторую выполнено в виде гибких токоподводов 15. 2 ил.

Изобретение относится к приборостро-- ению, может быть использовано при конструировании трехосных гиростабилизаторов гравиметрических устройств, а также инер- циальных навигационных систем. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей гиростабилизатора за счет получения информации о градиентах силы тяжести при повышении динамической точности стабилизации. Устройство содержит сферический корпус 1, внутри которого взвешена в жидкости 2 первая сферическая гиростабилизированная платформа 3 с размещенными на ней гироскопами 4 и гидравлическими исполнительными элементами 5 системы стабилизации, гидронасосом 6, обеспечивающим функционирование гидравлических исполнительных элементов систем угловой стабилизации и центрирования первой гироплатформы, блок усилителей стабилизации, входы которого соединены с выходами датчиков углов прецессии гироскопов первой платформы,а выходы -с входами гидравлических исполнительных элементов 5 первой гироплат-: формы, и блок 16 слежения, входы которого

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при конструировании трехосных гиростаби- лизаторов гравиметрических устройств, а также инерциальных навигационных систем.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет получения информации о градиентах ускорения силы тяжести при повышении динамической точности стабилизации.

Указанная цель достигается тем, что во вторую сферическую гироплатформу дополнительно введены четыре акселерометра и блок задания прецессионного движения, а в первую сферическую гироплатформу - блок слежения; при этом акселерометры установлены симметрично относительно геометрического центра сферы второй гироплатформы, их оси чувствительности лежат в одной плоскости и расположены аналогично сторонам квадрата; выходы блока задания прецессионного движения соединены с датчиками момента соответствующих гироскопов второй гироплатформы; выходы датчика (ДК-2) углового положения второй гироплатформы относительно первой соединены со входом блока слежения, выходы которого соединены с датчиками момента соответствующих гироскопов первой гироплатформы, а устройство подвода литания с первой гироплатформы во вторую выполнено в виде гибких токоподводов, что позволяет существенно уменьшить уровень возмущений, передаваемых от первой гироплатформы на вторую.

На фиг.2 изображена принципиальная конструктивная схема предложенного двухступенчатого трехосного поплавкового ги- ростабилизатора. В сферическом корпусе 1 в жидкости 2 взвешена первая сферическая

гиростабилизированная платформа 3 с размещенными на ней гироскопами 4 и исполнительными 5 элементами системы угловой стабилизации (изображены только четыре

из шести исполнительных элементов угловой стабилизации; два оставшихся двигателя стабилизации находятся не в плоскости чертежа). Кроме того, на первой гироплат- форме размещен гидронасос 6, обеспечивающий функционирование систем угловой стабилизации (СУС) и центрирования первой платформы..

В сферической концентрической плоскости, находящейся внутри первой сферической гироплатформы. в жидкости 7 взвешена вторая сферическая гиростабилизированная платформа 8. На второй гиро- платформе располагаются гироскопы 9 и исполнительные 10 элементы СУС платформы 8, четыре акселерометра 11, равноудалены от геометрического центра второй гироплатформы. лежащие в одной плоскости, причем оси чувствительности акселерометров размещены соответственно

сторонам квадрата, и гидронасос 12, обеспечивающий нормальное функционирование гидравлических исполнительных элементов систем угловой стабилизации и центрирования второй платформы.

Информация об угловом положении корпуса 1 гиростабилизатора относительно первой гироплатформы 3 и второй гироплатформы 8 относительно первой 3 выдается, соответственно, датчиками углового положения 13 и. 14.

Электроэнергия передается с корпуса.1 на первую платформу через скользящие то- коподводы, не показанные на фиг.2. С первой гироплатформы 3 потребители второй

платформы 8 получают электропитание через гибкие токоподводы 15. Не показаны также на фиг.2 восемь сопел размещенных

по периферии первой сферической гироплатформы в местах, соответствующих вершинам вписанного в сферу куба, и восемь таких же гидравлических сопел, размещенных аналогично на внешней сферической поверхности второй гироплатформы, являющихся исполнительными элементами систем центрирования, соответственно, первой и второй гироплатформ. ,

На первой гироплатформе размещен блок слежения 16, на вход которого подаются сигналы с выходов датчиков углового положения второй гироплатформы относительно первой гироплатформы. Выходы блока слежения 16 соединены с датчиками момента соответствующих гироскопов первой гироплатформы. На второй гироплатформе дополнительно введен блок задания прецессионного движения 17, выходы которого соединены с датчиками момента соответствующих гироскопов второй гироплатформы.

Работает ДТПГС, выполняя дополнительно функции ГГ, следующим образом. ДТПГС обеспечивает существенное снижение внешних возмущений, передаваемых от корпуса 1 (через механизм сухого трения в скользящих токоподводах и через жидкость 2 посредством гидромеханического момента) к первой гироплатформе 3 и от первой гироплатформы (через жидкость 7.и, механически, через гибкие токоподводы 15) ко второй гироплатформе. Работа и алгоритмы стабилизации ДТПГС, являющегося базовым при создании устройства ГГ, аналогичны прототипу. В отличие от прототипа заявляемое устройство имеет гибкие токоподводы между первой и второй гироплат- формами, причем для обеспечения малых угловых рассогласований первой платформы относительно второй вводится режим точного слежения первой гироплатформы за угловым положением второй гироплатформы по сигналам с датчиков углов, рото ры и статоры которых расположены, соответственно, на второй и первой платформах. Алгоритмы слежения, реализуемые в блоке слежения 16, представляют собой следующие выражения:

.tflMij(p)KflM.ij.Kyij «ij(p)-« 22J(p)l:

МДМ1) (Р)КД M1j -|ДМ1 (р),

где j - номер канала стабилизации первой гироплатформы ,2,3) ;

1дМ1Кр) ток в управляющих Обмотках датчика момента гироблоков первой гироплатформы j-ro канала стабилизации;

Кду1 - коэффициент передачи датчика угла системы слежения первой гироплатформы j-ro канала стабилизации ДТПГС ГГ;

5Kyij - коэффициент передачи усилителя системы слежения j-ro канала стабилизации ДТПГС ГГ;

Кдм1 - коэффициент передачи датчика . момента гироблоков первой ступени J-ro ка10 нала стабилизации ДТПГС ГГ;

a ij(p)- ос 2j(p)- рассогласование ротора и статора датчика углового положения первой гироплатформы относительно второй гироплатформы в изображениях поЛап5 ласу для j-ro канала стабилизации.

Блок задания прецессионного движения 17 формирует управляющие сигналы на датчики моментов гироскопов 9 второй гироплатформы для реализации режима ее

0 двухосного вращения. Указанный режим необходим для измерения составляющих полного тензора производных потенциала поля силы тяжести, осуществляемого по информации с акселерометров 11.

5 Таким образом, техническое преимущество заявляемого изобретения обусловлено расширением функциональных возможностей и одновременного повышения динами- ческой точности ДТПГС. Расширение

0 функциональных возможностей Д Г П ГС получено за счет установки на второй гироплатформе дополнительно четырех акселерометров, ориентированных определенным образом, и введения блока прецес5 сионного движения, а также введения соответствующих дополнительных электрических связей, обеспечивающих режим двухосного непрерывного вращения второй гироплатформы, что позволяет после обра0 ботки выходных сигналов акселерометров получить информацию о составляющих полного тензора вторых производных потенциала поля силы тяжести Земли. Повышение динамической точности ДТПГС получено пу5 тем уменьшения внешних возмущающих моментов за счет введения в конструкцию ДТПГС гибких токоподводов вместо щеточных между первой и второй гироплатформа- ми и введения на первой платформе блока

0 слежения, формирующего сигналы управления, подаваемые на гироскопы первой платформы. По предварительным оценкам точность измерений такого ГГ при определенных условиях может достигать порядка

5 сотых долей Этвеша.

Формула изобретения

Двухступенчатый трехосный поплавковы-й гйростабилизатор, содержащий корпус,

в сферической полости которого взвешена в

. жидкости первая сферическая гироплатформа с гироскопами с исполнительными элементами стабилизации, BTODVJO сферическую гидроплатформу с гироскопами и исполнительными элементами стабилизации, взвешенную в жидкости в сферической полости первой гироплатформы, датчик углового положения первой гироплатформы относительно корпуса, датчик углового положения второй гироллатформы относительно первой, устройство подвода питания в гироплатформы и устройство передачи информации, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей гиростабилизатора за счет получения информации о градиентах ускорения силы тяжести при повышении динамической точности стабилизации, во вторую ги- роплатформу дополнительно введены четыре акселерометра и блок задания пре. ... ..

.УГД.С 1000

tOi)

ч,

0,1

цессионного движения, а в первую гиро- платформу дополнительно введен блок слежения, при этом, акселерометры

установлены симметрично относительно ге- ометрического центра сферы второй гироплатформы, их оси чувствительности лежат в одной плоскости и расположены аналогично сторонам квадрата, выходы блока задания прецессионного движения соединены с

датчиками момента соответствующих гироскопов второй гироплатформы, выходы датчика углового положения второй гироплатформы относительно первой соединены с входом блока слежения, выходы

которого соединены с датчиками момента соответствующих гироскопов первой гироплатформы, а устройство подвода питания с первой гироплатформы во вторую выполнено в виде гибких токоподводов.

2,

юо

ЮОО