Автоматический наземный гирокомпас

 

АВТОМАТИЧЕСКИЙ НАЗЕМНЫЙ ГИРОКОМПАС, содержащий чувствительный элемент с размешенными в нем управляемым и неуправляемым гиромоторами , оси врашения которых образуют между собой постоянный фиксированный угол в плоскости, перпендикулярной оси подвеса чувствительного элемента, роторы которого соединены с управляемым и неуправляемым электроприводами, причем выходы датчиков угловой скорости вращения управляемого и неуправляемого гиромоторов и выход датчика углового положения чувствительного элемента соединены с первым, вторым и третьим входами блока вычислений, отличающийся тем, что, с целью повышения бьютродействия, в него введены последовательно соединенные блок извлечения квадратного корня и блок умножения, выход датчика угловой скорости вращения (Л неуправляемого гиромотора соединен с входом блока извлечения квадратного кирня, а выкоа вычислительного блока через второй вход блока умножения - с управляемым электроприводом. ел СА:) ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК.3©D G 01 С 19/ЗР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21 ) 3388465/40-23 (22) 21.01.82 (46) 30 10 83, Бюл N 40 ,(72) В. И. Глейзер, Ю. С. Луковатый, В. М. Мовчан, В, П.. Белокуров, И, А. Корбут, E. И..Ханеева и С. Л. Розентулер (71) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (53) 629.1.054.6(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

% 347573, кл. Ci 01 С 19/38, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

% 808847, кл. 5 01 С 19/38, 1979 (прототип) . (54)(57) АВТОМАТИЧЕСКИЙ НАЗЕМНЫЙ ГИРОКОМПАС, содержащий чувствительный элемент с размещенными в нем управляемым и неуправляемым гиромо„„SU„„1051375 А торами, оси вращения которых образуют между собой постоянный фиксированный угол в плоскости, перпендикулярной оси подвеса чувствительного элемента, роторы которого соединены с управляемым и неуправляемым электроприводами, причем выходы датчиков угловой скорости вращения управляемого и неуправляемого гиромоторов и выход датчика углового положения чувствительного элемента соединены с первым, вторым и третьим входами блока вычислений, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены последовательно соединенные блок извлечения квадратного корня и блок умножения, выход датчика угловой скорости вращения неуправляемого гиромотора соединен с входом блока извлечения квадратного

I корня, а выход вычислительного блок через второй вход блока умножения — с управля емым электроприводом.

1051375

Изобретение относится к гироскопическому приборостроению и мо>кет быть ис— польэовано при разработке прецизионных малогабаритных автоматических гирокомпасов, в частности маркшейдерских. 5

Известен автоматический наземный гирокомпас, содержащий чувствительный элемент, включаюший FHpoMD Top с горизонтально закрепленной осью врашения и датчик углового положения чувствительного элемента и азимуте относительно корпуса гирокомпаса, соединенный через блок вычислений с управляемым электроприводом L 1 3, Недостатки иовесгнопоустройства обус- 15 ловлены тем, что ограничена величина наильного отклонения чувствительного элемента or плоскости меридиана, что требует предварительного ориентирования гирокомпаса, Кроме того, для ориентирова- 0 ния заданного направления необходимо снабдить гирокомпас сложным угломерным устройством типа теодолита.

Наиболее близким по технической сушности к предлагаемому является назем- 25 ный гирокомпас, содержаший чувствительный элемент с размещенными в нем уп-, равляемым и неуправляемым гиромоторамн, оси вращения которых образуют между собой постоянный фиксированный угол в ч0 плоскостй, перпендикулярной осН подВеса чувствительного элемента, роторы которо/ 1

ro соединены с управляемым и неуправляемым злектроприводами, причем выхо-. ды датчиков угловой скорости вращения

35 управляемсго и неуправляемого гиромоторов и выход датчика углового положения чувствительного элемента соединены с первым, вторым и третьим входами блока вычислений (2).

Недостаток укаэанного устройства обусловлен тем, что процесс приведения суммарного вектора кинематического мо мента В меридиан начинается по окончании разгона ротора одного из дВух гирр 45 моторов, что затягивает нестационарный режим работы гирокомпаса и не позволяет достигнуть оптимального. быстродействия гирокомпаса.

Цель изобретения — повышение быстро50 действия гирокомпаса, Указанная цель достигается тем, что в автоматический наземный гирокомпас, содержащий чувствительный элемент с размещенными в нем управляемым и не55 управляемым 1 иромо торами, оси врашения которых образуют между собой постоянный фиксированный угол B плоскости, перпендикулярной оси подвеса чувсгвительного элемента, роторы которого соединены с управляемым и неуправляемым электроприводами, причем выходы датчиков угловой скорости вращения управляемого и неуправляемого гиромоторов и выход датчика углового положения чувствительного элемента соединены с первым, вторым и третьим входами блоками вычислений, введены последовательно соединевные блок извлечения квадратного корня и блок умножения, при этом выход датчика угловой скорости вращения неуправляемого гиромотора соединен с входом блока извлечения квадратного корня, а выход вычислительного блока через второй вход блока умножения — с управляемым электроприводом.

На чертеже изображена принципиальная схема автоматического наземного гирокомпаса.

Автоматический наземный гирокомпас содержит маятниковый чувствительный элемент 1, подвешенный на торсионе 2 в корпусе 3. В чувствительном элементе 1 под фиксированным углом ч" друг к другу в плоскости, перпендикулярной оси подвеса,жестко закреплены оси гиромоторов 4 и 5. Гиромотор 4 подсоединен к неуправляемому электроприводу 6, а гиромотор 5- к управляемому электроприводу 7.

Датчики 8 и 9 угловой скорости вращения роторов гиромоторов 4 и 5 и датчик 10 углового положения чувствительного элемента в азимуте расположены на корпусе

3 гирокомпаса. Датчик 9 угловой скорости вращения ротора гиромотора 5 и датчик

10 углового положения чувствительного элемента в азимуте подсоединены к первому и третьему входам блока 11 вычислений. Датчик 8 угловой скорости врашения ротора гиромотора 4 соединен с вторым входом блока 11 вычислений и с входом блока 12 извлечения квадратного

1 корня, выход которого связан с одним иэ (входов блока 13 умножения, второй вход которого соединен с выходом блока 11 вычислений, а выход - с входом управляемого электроцривода 7.

Гирокомпас работает следующим образом, При включении прибора ротор гиромотора 4 начинает разгоняться и g появлением кинематического момента Н „= >р Я где 3 - момент инерции ротора, Я, угло;вая скорость вращения ротора, чувствительный элемент 1 начинает процессировать вокруг вертикальной оси прибора.

Датчик 1 0 Я лового поло?Кения чувстви

З . 1О51 тельного элемента в азим те вырабатывает сигнал, проПорциональный углу рассогласования Я между чувствительным элементом 1 и, корпусом гирокомпаса 3.Этот сигнал поступает на третий в: од блока вычислений 11., в котором формируется другой сигнал, пропорциональный интервалу (Е сИ . Одновре» менно из датчика В угловой скорости вращения ротора гиромотора 4 на вход 10 блока 12 извлечения квадратного корня

1 поступает сигнал, пропорциональный угловой скорости Я, . С выхода блока

12 извлечения квадратного корня на один из входов блока 13 умножения поступает сигива, пропорпионвжный Гя„(В, а на второй вход — сигнал, пропорциьнальный интегралу Е сК . С выхода множительного устройства 13 на вход управляемого электропривоаа 7 поступает сигнал, пропорциональный величине

Я,,(Ф) K dt . В зависимости от этого сигнала изменяется угловая скорость вращения Я < ротора управляемого гиромотора 5, и приведение суммарного вектора кинематического момента гирокомпаса в меридиан производится уже во время. разгона ротора неудравляемого

375 4 гиромогора 4. Сигнал о Я.,(С) E.Ì обеспечивает такое управление при одом

7 poropa управляемого гиромотора 5, при котором переходный процесс по углу оптимален с точки зрения быстродействия.

По окончании процесса приведения скорости вращения ротора Я неуправляемо=

1 го гиромотора 4 постоянна и равна но- минальному значению Й ., ном, рость вращения ротора управляемого гиро- . мотора 5 достигает величины Я.2к . На основании информации об установивх 1но и 2 в вы1 НОЮ 2к числительном блоке определяется значение угла!Я = archy i характери2к

1 . 1ном ,зуюшее положение корпуса гирокомпаса относительно плоскости меридиана.

Таким образом, использование предлагаемого автоматического наземного гирокомпаса дает возможность сократить время .приведения чувствительного элемента в меридиан, поскольку процесс управления ротором управляемого гиромотора начинается уже во время разгона ротора неуправляемого гиромотора.

Составитель Т. Будина

Редшттер Н. Безродная Техред И.детаяеш Корректор Р.Решетняк аказ 8651/40 Тираж 602 П одписно е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4