Гирокомпас Вега

ТПГ выполнен в виде герметичной камеры (следящей сферы), заполненной специальной вязкой жидкостью (рис. 5). В этой камере с помощью вертикальных

Гирокомпас Вега

Информация

Разное

Другие материалы по предмету

Разное

Сдать работу со 100% гаранией
на гиросфере 1 или следящей сфере 2. Однако из конструктивных соображений он установлен на следящей сфере так, что реагирует только на отклонения оси подвеса yy следящей сферы от плоскости горизонта и вырабатывает напряжение, пропорциональное этому отклонению. Сигнал индикатора горизонта 7 суммируется в противофазе с сигналами датчиков угла, и разность этих сигналов подается через усилители на двигатели стабилизации 12 или 13.

Двигатели 12, 13 приводят во вращение следящую сферу 2 относительно горизонтальных и вертикальных торсионов до тех пор, пока сигнал индикатора горизонта 7, поданный в схему суммирования в определенном масштабе, не сравняется с сигналом от соответствующего датчика угла. Горизонтальные и вертикальные торсионы окажутся закрученными на углы, пропорциональные углу отклонения главной оси гироскопа от горизонта, что обеспечивается схемой суммирования сигналов. Момент, прикладываемый вследствие этого горизонтальными торсионами 11 к гироскопу, аналогичен маятниковому моменту обычных маятниковых гирокомпасов. Под действием этого момента гироскоп прецессирует в азимуте, совершая незатухающие колебания около меридиана.

Момент, прикладываемый вертикальными торсионами 6, аналогичен демпфирующему моменту маятниковых гирокомпасов, под действием которого гироскоп прецессирует к горизонту. В результате совместного действия этих моментов гироскоп, совершая затухающие колебания, период и фактор которых зависят от выбранных параметров прибора, будет приходить в меридиан.

Для перехода от режима гирокомпаса в режим гпроазимута достаточно лишь отключить горизонтальный маятниковый момент, сохранив вертикальный момент, необходимый для удержания оси гироскопа в плоскости горизонта. Практически это осуществляется простым поворотом ручки переключателя режимов, установленного в приборе. Для компенсации методических ошибок, возникающих в показаниях прибора при работе в режимах гирокомпаса и гиро-азимута, в приборе имеется электромеханическое счетно-решающее устройство, которое вырабатывает необходимые сигналы, поступающие на двигатели стабилизации.

Величины корректирующих моментов, прикладываемых по обеим осям гироскопа в результате ввода сигналов в следящие системы, изменяются в зависимости от скорости, курса и широты таким образом, что главная ось гироскопа удерживается в направлении на N как в режиме гирокомпаса, так и в режиме гироазимута. Показания курса, выработанного прибором, транслируются датчиками грубого и точного отсчета, например сельсинами, связанными с двигателем азимутальной стабилизации.

Особенности работы курсоуказателя в режиме гирокомпаса.

Схема управления. Для того чтобы дать общее представление об устройстве гирокомпаса с электромагнитным управлением и объяснить наиболее интересные особенности его работы, воспользуемся лишь самыми необходимыми теоретическими положениями

Уравнения движения гирокомпаса с управлением ЧЭ посредством торсионов (см. рис.1) при обычно принимаемых упрощениях можно представить выражениями:

Н [d /dt-(u cos +VE /R) + (u sin +VE /R tg)] = СГ( -c); (1.1)

Н [d /dt-VN /R+(u cos +VN /R)] =-СB ( -c);

 

где Н кинетический момент гироскопа;

угол отклонения гироскопа от горизонта в вертикальной плоскости;

угол отклонения гироскопа от меридиана в горизонтальной плоскости;

с, с координаты следящей сферы, отсчитываемые аналогично координатам и гироскопа;

широта места;

и угловая скорость вращения Земли;

R радиус Земли;

VN ,VE северная и восточная составляющие скорости судна;

( -c) угол рассогласования следящей сферы относительно ги-росферы вокруг горизонтальных торсионов, т. е. угол закрутки горизонтальных торсионов, обладающих жесткостью Сг;

( -c)угол рассогласования следящей сферы относительно гиросферы, т. е. угол закрутки вертикальных торсионов, обладающих жесткостью Св;

Если углы закрутки (c) и (c), а следовательно, горизонтальный Сг(с) и вертикальный Св (с) моменты, прикладываемые к гироскопу, будут пропорциональны углу отклонения главной оси гироскопа от горизонта и соответствующим образом подобраны по величине и направлению, то курсоуказатель будет работать в режиме гирокомпаса. Величины и направления моментов определяются крутизной сигналов датчиков угла и индикатора горизонта и схемой их суммирования.

Один из возможных вариантов схемы суммирования сигналов показан на рис. 1.2. Эта схема, в которой применен индикатор горизонта с большой постоянной времени, позволяет осуществить следующее суммирование сигналов:

k3(с ) - k1 k2с=0 (1. 2)

k3( -c) m k1 k2с=0 (1. 3)

где k3 крутизна сигнала датчиков угла;

k1 крутизна сигнала индикатора горизонта;

k2 и m масштабные коэффициенты.

Для простоты постоянную постоянную времени индикатора горизонта не учитываем.

Обозначив через n=k1k2/( k1k2+k3 ) , преобразуем выражения (1. 2) и (1. 3) в равенства:

(с)=n ; ( -c)=mn , (1. 4)

из которых следует, что на вход усилителей следящих систем поступает управляющий сигнал, пропорциональный углу . Кроме того, на схеме суммирования показана возможность введения в систему сигналов коррекции х и z, о выборе которых будет сказано ниже.

 

 

Имея в виду, что частота собственных колебаний следящих систем значительно больше частоты собственных колебаний гиро-сферы, а переходный процесс в них затухает очень быстро, в уравнениях движения гирокомпаса можно оперировать соотношениями (1.4), которые не учитывают динамики следящих систем. Подставляя равенства (1.4) в выражения (1.1), получим уравнения, идентичные уравнениям обычного гирокомпаса с физическим маятником.

Анализируя эти уравнения, нетрудно найти, что период собственных колебаний гирокомпаса определяется выражением

Т = 2 . V H / Cг n u cos , (1. 5)

а коэффициент затухания :

h =Cв m n /H. (1. 6)

Очевидно, что величины периода колебаний и коэффициента за-гухания зависят не только от кинетического момента гиросферы Н и жесткостей Сг и Св, но и от коэффициентов п и т, характеризующих масштаб моментов, прикладываемых к гироскопу, по отношению к углу отклонения главной оси гироскопа от плоскости горизонта . Если в обычном маятниковом гироскопе момент прямо пропорционален углу , а величина его равна Р1 , где Р1 максимальный маятниковый момент, то в гирокомпасе с электромагнитным управлением зависимость момента от угла определялась бы выражением Рln.

Меняя коэффициент п, можно изменять масштаб маятникового момента, а меняя коэффициент т масштаб демпфирующего момента, и тем самым изменять величину периода незатухающих колебаний и коэффициента затухания.

Такая принципиальная и техническая возможность позволяет сравнительно просто решать следующие задачи:

ускоренное приведение гирокомпаса в меридиан, для чего необходимо уменьшить период незатухающих колебаний:

получение приемлемой точности курсоуказания при маневрировании, для чего, как известно, нужно увеличить период.

Для уменьшения периода коэффициент n следует увеличивать, а для увеличения периода уменьшать.

Изменение коэффициента п можно осуществлять в схеме суммирования путем изменения масштабного коэффициента k2, который специально введен в схему, поскольку коэффициенты k1 и k3 для данной конструкции постоянны. Однако при такой схеме суммирования, которая показана на рис.2, диапазон изменения коэффициента п ограничен.

Действительно, преобразуя выражениедля n к виду

n=1/(k3 / k1k2+1) (1. 7)

нетрудно убедиться, что при увеличении k2 величина n приближается к единице. Это означает, что крутизна момента не может быть больше жесткости горизонтальных торсионов Сг, которая и будет определять величину наименьшего периода собственных колебаний гирокомпаса.

Что же касается наибольшего периода, то его величина ограничивается практически значениями возмущающихся моментов, которые возникают вследствие статических ошибок следящих систем и нелинейности характеристик датчиков угла и индикатора горизонта. При соизмеримости величин этих моментов с управляющими моментами система теряет свои качества и становится неработоспособной.

Работа следящих систем. Для правильного функционирования гирокомпаса наряду со схемой управления существенным является надлежащая работа следящих систем, от которых требуется высокая точно

Похожие работы

< 1 2 3 4 5 6 > >>