Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Динамічно настроюваний гіроскоп, що містить послідовно з'єднані ротор, пружний підвіс, вал та електропривід, який відрізняється тим, що він містить другий електропривід, причому вал першого електропривода через перший редуктор, перший тахогенератор і перший масштабний перетворювач підключений до другого входу другого суматора, вихід якого з'єднаний з входом другого підсилювача, з'єднаного з входом другого електропривода, вал другого електропривода через другий редуктор, другий тахогенератор і другий масштабний перетворювач підключений до другого входу першого суматора, вихід якого з'єднаний з входом першого підсилювача, вихід якого з'єднаний з входом першого електропривода, перші входи першого та другого суматорів об'єднані і утворюють електричний вхід системи, вали першого та другого електроприводів з'єднані з першим та другим входами механічного диференціала, вихід якого утворює вал обертання ротора гіроскопа.

Текст

Динамічно настроюваний гіроскоп, що містить послідовно з'єднані ротор, пружний підвіс, вал та електропривід, який відрізняється тим, що він містить другий електропривід, причому вал першого електропривода через перший редуктор, перший тахогенератор і перший масштабний пере творювач підключений до другого входу другого суматора, вихід якого з'єднаний з входом другого підсилювача, з'єднаного з входом другого електропривода, вал другого електропривода через другий редуктор, другий тахогенератор і другий масштабний перетворювач підключений до другого входу першого суматора, вихід якого з'єднаний з входом першого підсилювача, вихід якого з'єднаний з входом першого електропривода, перші входи першого та другого суматорів об'єднані і утворюють електричний вхід системи, вали першого та другого електроприводів з'єднані з першим та другим входами механічного диференціала, вихід якого утворює вал обертання ротора гіроскопа. Корисна модель відноситься до галузі приладобудування і може бути використана для створення динамічно настроюваних гіроскопів (ДНГ). Відомий ДНГ, який одержує ротор, закріплений на осі обертання з допомогою пружного зв'язку, і електропривід (ЕП). Вся ця система обертається з постійною кутовою швидкістю [1]. Недоліком відомого ДНГ с залежність частоти обертання вала ЕП від параметричних збуджень ЕП. Причому, при малих параметричних збудженнях здійснюється зменшення гіроскопічного моменту і, як наслідок, зменшення формування кута, а при значних параметричних збудженнях може здійснитись зрив резонансної частоти і отже, динамічної настройки гіроскопа. Відомий ДНГ, який отримує ротор, розташований на валу ЕП з допомогою пружного підвісу, виконаного у вигляді торсіонів [2]. Недоліком відомого ДНГ є залежність значення формуючого кута від параметричних збуджень ЕП. Відомий ДНГ, який одержує ротор, який з допомогою пружного зв'язку, закріплений па валу, з'єднаного з ЕП [3], прототип. Недолік відомого ДНГ заключається в залежності частоти обертання вала від параметричних збуджень ЕП, що при відхиленні коефіцієнтів передаточної функції ЕП приводить до значних по милок передачі кута відхилення рамки гіроскопа. Це явище має особливе значення при використанні ДНГ на космічних апаратах тривалого використання. Задачею корисної моделі є підвищення точності формування частоти обертання вала ЕП при параметричних збудженнях передаточної функції (ПФ) ЕП і підвищення експлуатаційного ресурсу ДНГ. Поставлена задача вирішується таким чином, що в динамічно настроюваному гіроскопі який містить послідовно з'єднані ротор, пружній підвіс, вал та електропривід, новим є те, що ДНГ містить другий ЕП, причому, вал першого ЕП через перший редуктор, перший тахогенератор (ТГ) і перший масштабний перетворювач (МП) підключений до другого входу другого суматора, вихід якого з'єднаний з входом другого підсилювача, вихід якого з'єднаний з входом другого ЕП, вал другого ЕП через другий редуктор, другий ТГ і другий МП підключений до другого входу першого суматора, вихід якого з'єднаний з входом першого підсилювача, з'єднаного з входом першого ЕП, перші входи першого та другого суматорів об'єднані і утворююсь електричний вхід гіроскопа, вали першого та другого ЕП з'єднані з першим та другим входами диференціального механізму, вихідний вал якого являється валом ротора. (О і (s) _ кї(a 2 s +1 + k 2 p 2 ) Wi(8)= Ф) W2 (s) = a-|a2s (12) Ф) 1-а ПФ відтворює динамічні характеристики 1го канала, а 2-а ПФ динамічні характеристики 2-го канала. Спочатку розглянемо статичні параметри, які відтворюють значення частоти обертання валів 1го та 2-го ЕП в стаціонарному режимі. ( 1 3 ) Ахі . он де і і "^ ВІДПОВІДНО, сигнал на вході 1-го підсилювача 14 і частота обертання вала 1-го ЕП4; 1 р2 (2) Ax-|(s) і, 4 Згідно структурній схемі, Фіг.З будемо мати наступні рівняння статичний параметр 1-го канала статичний параметр 2-го канала Відповідно рівнянню (1), сумарний статичний параметр А буде відповідати наступному рівнянню статичний параметр 1-го канала; 1 - динамічний параметр 1-го канала. А ПФ 2-го канала буде -k 1 p 1 ) (15) Ax 2 (s) Ax? . coo d v a2s + 1 d . n ' де \ ВІДПОВІДНО, сигнал па вході 2-го підсилювача 15 і частота обертання вала 2-го ЕП5; 2 - статичний параметр 2-го канала; 2 - динамічний параметр 2-го канала. Дослідимо,, як веде себе параметр і, А при па 1 раметричних збудженнях коефіцієнта 1-го ЕП. Для цього задамо чисельні значення параметрів. Приклад 1 k 1 = k 2 = 1 0 ft =1,0 р 2 =0,5 Результати розрахунків наведені в таблиці 1 і показані на Фіг.4 5416 Таблиця 1 к і Аі А2 А 0 0 10 10 2 6 4 10 4 8 2 10 8 96 0.4 10 6 9 1 10 10 10 0 і 10 З таблиці 1 і Фіг.4 очевидно, що на кожне зменшення або збільшення к-| і, ВІДПОВІДНО значення А-| параметра 1-го канала від номінального значення А-| = 10 , параметр А2 збільшується або зменшується на таке значення, що параметр системи А залишається постійним. Це дозволяє стверджувати про існуючу властивість інваріантності рефлексивних систем відносно параметричних збуджень одного з каналів Ця властивість рефлексивних систем відносить їх до класу самоорганізуючих систем. Покажемо, що абсолютна похибка сумарного параметра передачі пропонованого технічного рішення менше, ніж в одноканальній системі (прототипі) при одночасному параметричному збудженні коефіцієнтів к-| і к2 Нехай к-| = к£ = 8. Тоді А-| = 9.523 , а А 2 = 0.381, А = 9 904 то абсолютна похибка системи буде АА = [(10 - 9.904) /10] 100 = 0.9% Таким чином, при похибці коефіцієнтів передачі в обох каналах на 20%, абсолютна похибка сумарного коефіцієнта складає лиш 0.9%, що свідчить про властивість "живучості" такої системи. Для побудови перехідних процесів в системі, ВІДПОВІДНО передаточним функціями (11)-(12) розглянемо розрахункові приклади В пропонованому ДНГ існує особистий режим досягнення стаціонарного режиму частоти обертання вала рамки гіроскопа Цей режим забезпечується при виконанні умови 1 (16) Тоді, рівняння (11)-(12) будуть мати вигляд (17) -| + Э2 )s +1 (18) •a2)sЗ цих рівнянь можна зробити висновок, що перше рівняння залишається в класі аперіодичних ланок, а друге рівняння переходить в клас диференціальних. Приклад 1 кі = к 2 =10 =06. Тоді WI(S) = W 2 (s) = (З-, = 1,0 , 6S + 10 0.3s*+1.1s+ 1 5s 2 0.3s +1.1s+ 1 р 2 = 0.01. 41916 2s + 1 а-| = 0 5 , 31.916 1 666s + 1 41.97 14.97 1-666S + 1 2s + 1 12 10.285 -0 285 10 14 105 -0.5 10 16 10 666 -0 666 10 18 10.8 -0.8 10 20 109 -0.9 10 Корені характеристичного рівняння 2 0.3s +1 1s + 1 = 0 будуть si = -2 , S2 = -1.666 Перехідні процеси, які відповідають цим передаточним функціям, мають вигляд H-|(t) = 10 + 31.916e~ 1 ' 6 6 6 t - 41 9 1 6 e " 2 t = 14.97(e~1666t-e*') = 10 + 31.916(e~ 1 ' 6 6 6 t -1.313e~ 2 t ) + 97(e~1'666t-e~2t) Перехідні процеси ВІДПОВІДНІ цим рівнянням приведені на Фіг 5 3 Фіг.5 очевидно, що стаціонарного режиму досягає 1 -й канал, а частота обертання 2-го канала, досягнув екстремального значення стає рівним нулю, і далі знаходиться в "черговому" режимі. На Фіг.6 приведені перехідні процеси при збільшених постійних часу а-| і а2 . При порушенні в процесі експлуатації ДНГ умови (16), внаслідок параметричних збуджень параметра к-| і 1-го канала, до формування частоти обертання підключається 2-й канал Так, на Фіг.7 приведені перехідні процеси, коли параметр А-| зменшився на 20% і стаціонарне значення H-j(t) досягає 8. Тоді 2-й канал, досягнувши екстремального значення, виходить на стаціонарний режим H2(t) = 2 , внаслідок чого частота обертання вала гіроскопа залишається незмінною H3(t) = 10. На Фіг.8 приведені перехідні процеси, коли параметр А-| зростав на 20%, внаслідок чого стаціонарне значення частоти обертання вала 1-го ЕП досягає H-|(t) = 12, a H2(t) = -2 Це означає, що обертання вала 2-го ЕП реверсується і H 3 (t) = 10 Таким чином пропонований ДНГ володіє більш високою точністю і внаслідок того що 2-й ЕП лиш компенсує відхилення частоти обертання, вала 1го ЕП від номінального значення збільшеним експлуатаційним ресурсом порівняно з прототипом Література 1. Одинцов Л. А Теория и расчет гироскопических приборов К., "Вища школа", 1985, с.279 2. Павловский М А. Теория гироскопов К., "Вища школа", 1986, с242. 3. Пельпор Д. С и др Динамически настраиваемые гироскопы. М., "Машиностроение", 1988, сб. 5416 • І , ^ — — д '\\ / :у л ; /\ / \ і і Ґ . і -H. 1 H, / I I 1 V •Hi— — H, / f і і // Ir r — Комп'ютерна верстка Л.Литвиненко /- . Hi 1 — — / Ш H, , / і і / \ , ¥\ / j ZL71 і I/ \/ / ' ~~ / ^— ~ V ПІ+ПГ \ . J і Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ-42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Dynamically adjustable gyroscope

Назва патенту російською

Динамически настраиваемый гироскоп

МПК / Мітки

МПК: G01C 19/00, G01P 9/00

Мітки: гіроскоп, динамічної, настроюваний

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/4-5416-dinamichno-nastroyuvanijj-giroskop.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Динамічно настроюваний гіроскоп</a>

Подібні патенти