Способ определения азимута платформы трехосного гиростабилизатора
Владельцы патента RU 2428658:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ (RU)
Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для определения азимута, например, в высокоточных системах различного назначения. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Для достижения данной цели используется один из гироблоков системы стабилизации платформы. Горизонтирование платформы относительно одной из осей стабилизации осуществляют акселерометром путем отключения его от датчика моментов гироблока стабилизации платформы относительно этой оси и подключения его к соответствующему двигателю стабилизации. Платформу перед началом измерений грубо приводят по азимуту к меридиану и удерживают в этом положении режимом «памяти». Азимут платформы определяют по информации с датчика угла прецессии гироблока стабилизации и информации с датчиков акселерометров.
Изобретение относится к области гироскопических систем и может быть использовано для определения азимута, например, в навигационных системах различного назначения.
Существуют методы автономного определения азимута стабилизированной платформы трехосного гиростабилизатора с использованием гироблока стабилизации [2].
Известен способ автономного азимутального ориентирования платформы трехосного гиростабилизатора по углу прецессии гироблока.
Гироблок стабилизации платформы относительно одной из горизонтальных осей отключается, горизонтирование и стабилизацию платформы относительно этой оси осуществляют акселерометром, а азимут платформы определяют с использованием информации с датчика угла прецессии гироблока.
Алгоритм определения азимута платформы строится на основе полной динамической модели движения гироскопа [1].
где I - момент инерции гироскопа;
f - коэффициент демпфирования;
Н - кинетический момент;
ωв, ωг - проекции угловой скорости вращения Земли;
A0 - начальный азимут платформы;
ωгб - скорость собственного ухода измерительного гироблока;
δ*, γ* - статические ошибки системы горизонтирования;
α - угол поворота платформы относительно Земли:
где ωдр - скорость дрейфа платформы относительно вертикальной оси;
β - угол прецессии гироскопа.
Платформа трехосного гиростабилизатора при этом «свободна в азимуте», поэтому вертикальная составляющая угловой скорости Земли и дрейф платформы относительно вертикальной оси при отклонении платформы от горизонта на определение азимута влияют мало
Полученное выражение позволяет решать задачу автономного азимутального ориентирования платформы по информации об угле прецессии гироблока без установки на платформу дополнительных измерителей.
Недостатком этого способа является сложность алгоритмов определения азимута платформы во время проведения измерений и необходимость учета угла α поворота платформы относительно вертикальной оси по окончании измерений.
Целью настоящего изобретения является устранение этих недостатков, а также повышение точности и сокращение времени определения азимута и готовности трехосного гиростабилизатора к последующим операциям без введения дополнительных устройств.
Поставленная цель достигается тем, что перед началом работы платформа ТГС горизонтируется и грубо приводится к меридиану. При проведении режима определения азимута платформа переводится в режим «памяти» относительно вертикальной оси. За время измерений уход платформы в азимуте будет незначительный. Один из гироблоков, ось чувствительности которого направлена на запад (восток), выключают из системы стабилизации и горизонтирования. Стабилизацию и горизонтирование по измененному каналу стабилизации осуществляют по информации от акселерометра, которая поступает на двигатель стабилизации через корректирующий контур и усилитель системы стабилизации. Гироскоп гироблока, отключенного от системы стабилизации, прецессирует к плоскости меридиана.
Разработка алгоритмов определения азимута платформы осуществляется на основе динамической модели гироскопа, находящегося в компасном режиме
где I - момент инерции гироскопа;
f - коэффициент демпфирования;
Н - кинетический момент;
ωв, ωг - проекции угловой скорости вращения Земли;
A0 - начальный азимут платформы;
ωгб - скорость собственного ухода измерительного гироблока;
δ*, γ* - статические ошибки системы горизонтирования;
Δωдр - скорость нескомпенсированного дрейфа платформы относительно вертикальной оси в режиме «памяти»;
β - угол прецессии гироскопа.
Оценка азимута платформы производится в вычислительном устройстве. На вход вычислительного устройства поступает информация с датчика угла прецессии гироблока и информация с акселерометров об углах δ и γ отклонения платформы от горизонта, позволяющая повысить точность определения азимута.
Сравнительный анализ существенных признаков существующих способов определения азимута и настоящего способа показывает, что способ определения азимута гиростабилизированной платформы отличается тем, что платформа грубо приводится по азимуту к меридиану и в этом положении удерживается режимом «памяти», а азимут платформы определяется в режиме «памяти» путем обработки информации об угле прецессии гироскопа, гироблока, отключенного от канала стабилизации на время измерения, и информации с акселерометров.
Таким образом, предложенный способ имеет новизну. Авторам не известна совокупность существенных признаков, применяемая для решения данной технической задачи, что соответствует критерию «изобретательский уровень».
Источники информации
1. Патент РФ №2324897, кл. G01C 21/18, 2006.
2. Командно-измерительные приборы. Под редакцией Б.И.Назарова. М.: МО СССР, 1987.
Способ определения азимута стабилизированной платформы трехосного гиростабилизатора, заключающийся в том, что для определения азимута горизонтированной платформы используется один из гироблоков системы стабилизации платформы, горизонтирование платформы относительно одной из осей стабилизации осуществляют акселерометром путем отключения его от датчика моментов гироблока стабилизации платформы относительно этой оси и подключения к соответствующему двигателю стабилизации через усилитель стабилизации, отличающийся тем, что платформа грубо приводится по азимуту к меридиану и в этом положении удерживается режимом «памяти», а азимут платформы определяется в режиме «памяти» путем обработки информации об угле прецессии гироскопа гироблока, отключенного от канала стабилизации на время измерения, и информации с акселерометров.
