Измеритель угла наклона подвижного объекта

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и позволяет повысить динамическую точность. Устройство содержит маятниковый измеритель 1, преобразователь 2, сумматор 3, фильтр 4, усилитель 5 обратной связи, гироскопический датчик 6 угловой скорости, сумматор-инвертор 7, датчик 9 угла и датчик 10 момента , дифференцирующее звено 11 и регистрирующий прибор 12. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет уменьшить влияние инерционности гироскопического датчика 6 угловой скорости и фильтра 4 на точность измерения. 1 ил. с 3 (Л to сд ел 00 ел 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО11ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1255858

Al (бй 4 С 01 С 9/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

В 2

5>;,F

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В,,. (21) 3854801/24-10 (22) 11 ° 02.85 (46) 07.09.86. Бюл, У 33 (71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) В. В. Ляхин и С. А. Шаров (53) 528.541(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1008244, кл. G 01 С 9/12, 04.03.81.

Авторское свидетельство СССР

l1 1081414, кл. С 01 С 9/12, 15.03,83. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ УГЛА НАКЛОНА ПОДВИЖНОГО ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и позволяет повысить динамическую точность.

Устройство содержит маятниковый измеритель 1, преобразователь 2, сумматор 3, фильтр 4, усилитель 5 обратной связи, гироскопический датчик 6 угловой скорости, сумматор-инвертор

7, датчик 9 угла и датчик 10 момента, дифференцирующее звено ll и регистрирующий прибор 12. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет уменьшить влияние инерционности гироскопического датчика 6 угловой скорости и фильтра 4 на точность измерения. 1 ил.

1255858

Измеритель угла наклона работает следующим образом, При появлении угла наклона объекта (обозначим его V 1) на выходе преобразователя 2 появляется сигнал, пропорциональный этому углу K„9< 2 где К„ — коэффициент передачи преобразователя. Этот сигнал поступает на один из входон сумматора 3, На выходе усилителя 5 обратной снязи гироскопического ДУС 6 также появится сигнал, определяемый выражением ч (р) = (— — рч(р)-1 ч (р)1ж, (р), Н

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам для определения угла наклона и стабилизации малогабаритных подвижных объектов.

Целью изобретения является повышение динамической точности за счет уменьшения влияния инерционности гироскопического датчика угловой скорости и фильтра на точность иэ- 10 мерителя.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого измерителя угла наклона подвижного объекта, Измеритель угла наклона состоит из маятникового измерителя 1, кинематически связанного с преобразователем 2. Выход преобразователя 2 соединен с одним из входов сумматора 3, другой вход которого соединен -с выходом фильтра 4. Вход фильтра соединен с выходом усилителя 5 обратной связи гироскопического ДУС 6. Выход усилителя 5 подключен также к одному из входон сумматора-инвертора 7. Измери — 25 тельная ось ДУС 6 параллельна оси подвеса маятника 1, а на выходной оси

ДУС (оси подвеса гиромотора 8). установлены подвижными частями (роторами) датчик 9 угла и датчик 10 момента. Неподвижные части (статоры) датчика 9 угла и датчика 10 момента закреплены на корпусе ДУС 6.

Датчик 9 угла выходом соединен с входом усилителя 5. Датчик !О момен35 та входом электрически связан с выходом сумматора-инвертора 7, другой вход которого соединен с выходом дифференцирующего звена 11. Выход сумматора 3, являющийся выходом измерителя, соединен с входом дифференцирующеro звена 11 и входом регистрирующего прибора 12. где Н 1, — коэффициент передачи ДУС по полезному сигналу;

Н вЂ” кинетический момент гиромотора 8;

k — коэффициент передачи датчика момента 10;

М (р) — передаточная функция

ДУС 6; коэффициент передачи дифференцирующего звена 11;

V„ (p) — изображение по Лапласу выходного сигнала измерителя (выход сумматора 3).

Выходной сигнал устройства (выход сумматора 3) можно представить в виде

V„ (p)=k„ V(p)+V„(p)W (Р)э (5) где k — коэффициент передачи преобразователя 2;

W (р) — передаточная функция фильтра 4, Выражение (5) с учетом зависимости (4) имеет вид

Н

V„, (р) =! „Ч(р) — -pW, (p) V(p)— ам

-IpW, (p)W (p)U„, (р), (6)

Для пояснения сущности изобретения ныражение (6) представим в виде (7)

k + — -pW (p) W (р)

Н п 1 г (р) — — " Ч(р), 1,-21

+ P 1 P,.Р

Для преобразования и выдачи устройством информации об углах дифферента (крена) объекта без динамических искажений необходимо, чтобы выполнялось условие (k + — — pW (p)W (p))

Н р 1 г дм

-1 .lI kpW (p)W,(р)1 (8) которое обеспечивается выполнением соотношений

Н (9) ,эм

При наличии динамической помехи маятникового измерителя 1 и помехи в выходном сигнале гироскопического

ДУС 6, выражение 7 записывается в виде

k + ---pW (p)W (р) п 1г г р

v (р) - — — — — — — — -- — — v(p)+ и, I+kpW (p) W (p) ъ(р)

+ — — — --- — — — n(p) +

I+kpW(p)W (p)

+ и ..

f (2э) (10)

+ р г(P)W (P) 1255858 формула и з о б р е т е н и я где <(p) — помеха маятникового измерителя 1, приведенная к выходу преобразователя 2;

n(p) — помеха гироскопического

ДУС 6, приведенная к выходу усилителя 5, Исходя из выражения (10), можно сделать выводы: вид передаточных функций гироскопического ДУС и фильтра не влияют на условие (8) воспроизведения полезного сигнала без динамических искажений и на показатели качества устройПовышение динамической точности достигается тем, что в предлагаемой схеме устройства инерционность гироскопического ДУС и фильтра не влияет на точность измерителя, Также, данная схема позволяет применение не только фильтра апериодического типа, но и фильтра, передаточная функция которого выбрана иэ условия наилучшего подавления помех, присущих маятниковому измерителю и гироскопическому ДУС, установленных на подвижном объекте.

Составитель М. Васильев

Техред Л.Сердюкова Корректор Л. Пилипенко

Редактор В. Иванова

Заказ 4809/40 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 ства; выбор передаточной функции фильт ра 4 обусловлен только наилучшим подавлением помех <(p) и п(р), Измеритель угла наклона подвижного объекта, содержащий маятниковый измеритель, кинематически связанный с преобразователем, гироскопический датчик угловой скорости, измерительная ось которого параллельна оси маятникового измерителя, датчик

10 угла и датчик момента, установленные по выходной оси датчика угловой скорости, усилитель обратной связи, фильтр и регистрирующий прибор, причем вход усилителя обратной связи соединен с датчиком угла, а выход— с входом фильтра, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения динамической точности эа счет уменьшения влияния инерционности

2О гироскопического датчика угловой скорости и фильтра на точность измерителя, в него введены сумматор, сумматор-инвертор и дифференцирующее звено, причем один из входов сумма2 тора соединен с выходом фильтра, другой — с выходом преобразователя, а выход — с входом регистрирующего прибора и входом дифференцирующего звена, выход которого соединен с одним из входов сумматора-инвертора, при этом другой вход сумматора-инвертора соединен с выходом усилителя обратной связи, а выход — с входом датчика момента.