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
сть и большое быстродействие. Эти требования вытекают, как следствие, из самого принципа работы гирокомпаса, устройство которого рассмотрено выше.

Азимутальная н горизонтальная следящие системы выполняют в гирокомпасе две основные функции:

управление гироскопом путем наложения моментов через торсионы, которые непрерывно удерживаются закрученными на определенный угол;

слежение за гироскопом путем отработки всех угловых перемещений корпуса прибора, которые передаются на следящую сферу, вызывая рассогласование между гироскопом и следящей сферой.

При угловых перемещениях судна карданов подвес вместе с корпусом прибора как бы обкатывается вокруг гироскопа, который в режиме гирокомпаса, благодаря своим свойствам, остается неподвижным относительно системы координат, связанной с Землей, если не принимать во внимание переносного движения вместе с судном.

Наличие статических ошибок в следящих системах приводит к наложению на гироскоп возмущающих моментов, величины которых прямо пропорциональны статической ошибке и жесткости торсионов. В результате этого в показаниях прибора возникают погрешности, допустимые значения которых могут быть получены лишь при весьма малых статических ошибках следящих систем.

Воздействие на прибор всякого рода периодических несимметричных возмущений, например качки, может привести к появлению постоянных составляющих в динамических ошибках следящих систем и, как следствие, к дополнительным погрешностям в показаниях прибора. Поэтому к следящим системам гирокомпаса должны предъявляться очень высокие требования.

Что касается влияния собственных колебаний следящих систем на работу гирокомпаса, то поскольку частота этих колебаний значительно больше частоты собственных колебаний гиросферы, а переходный процесс в следящих системах при правильном выборе параметров затухает очень быстро, влияние колебании следящих систем практически не должно сказываться.

Однако выбранная для двухрежимного курсоуказателя конструктивная схема подвеса ЧЭ обусловливает взаимное влияние азимутальной и горизонтальной следящих систем при наличии наклонов следящей сферы вокруг оси ее подвеса, совпадающей с осью кинетического момента гироскопас осью уу (см. рис.1).

При таких наклонах, благодаря жесткой связи гиросферы со следящей сферой посредством торсионов, оси горизонтальных и вертикальных торсионов будут рассогласованы с осями приложения моментов от соответствующих двигателей на некоторый угол .

Упрощая физику явления и принимая во внимание малость углов закрутки горизонтальных (с) и вертикальных ( -c) торсионов, измеряемых датчиками угла, и приведенных углов поворота осей двигателей горизонтальной и азимутальной стабилизации, связь между этими углами можно выразить формулами:

(с)= cos + sin . ; ( -c)= cos + cos (1. 8)

Формулы (1.8) характеризуют взаимное влияние горизонтальной и азимутальной следящих систем при наклоне следящей сферы. Как показывает анализ, наличие перекрестных связей приводит к неустойчивости следящих систем, если не принять специальных мер. Наиболее простым способом, обеспечивающим устойчивость системы при любых углах , является полное устранение перекрестных связей путем включения в контуры следящих систем преобразователя координат. В качестве преобразователя координат используется синусно-косинусный вращающий трансформатор (СКВТ), который включается в цепи следящих систем между датчиками угла и усилителями по схеме, показанной на рис.3.

Поступающее на входные обмотки преобразователя координат напряжение U, пропорциональное углам закрутки соответствующих торсионов, будет связано с приведенными углами поворота осей двигателей следующими уравнениями:

=U cos + U sin ; = U cos + U sin (1. 9)

в которых напряжение U пропорционально углу (с) и U пропорционально углу ( -c).

Решив уравнения (1.8) и (1.9) совместно, нетрудно убедиться, что соотношения между углами закрутки торсионов и углами поворота соответствующих двигателей не зависят от утла наклона следящей сферы, т. е. горизонтальная и азимутальная следящие системы полностью развязаны.

 

 

Скоростная девиация. Для того чтобы определить положение равновесия гирокомпаса при движении судна прямым курсом с постоянной скоростью, найдем частные решения системы уравненийи (1.1) и (1.3), полагая при этом

Сгn»H(и соs +VE /R), (1. 10)

что легко достигается соответствующим выбором параметров: прибора. В положении равновесия имеем:

*=VN /R(u cos+VE /R) - CB m tg /Cг;

*с=*- mH / Cг(u sin+ VE tg /R); (1. 11)

*=H / Cг n(u sin+ VE tg /R); .

*с=H(1-n) / Cг n (u sin+ VE tg /R). .

Таким образом, ЧЭ гирокомпаса при движении судна с постоянной скоростью приходит в определенное положение равновесия, которое по координатам и практически ничем не отличается от положения равновесия одногироскопного маятникового гирокомпаса с демпфированием посредством момента, направленного по вертикальной оси гироскопа, как это сделано, например, в маятниковых гирокомпасах «Сперри».

Действительно, отклонение гироскопа в азимуте * складывается из скоростной девиации, определяемой приведенным выше выражением (первый член в формуле для *), и так называемой широтной девиации (второй член той же формулы). При скоростях движения корабля около 60 узлов в широтах 7080° значения скоростной и широтной девиаций будут достигать столь больших величин, что их компенсация известными методами становится практически невозможной.

Учитывая, что значения курса в двухрежимном гирокомпасе в силу его конструктивных особенностей можно снимать лишь с картушки (или датчика), связанной со следящей сферой, т. е. по координате c, для компенсации скоростной и широтной девиаций можно использовать метод, сущность которого сводится к следующему.

Если на входы усилителей следящих систем вместе с сигналами от датчика угла подать определенные сигналы коррекции аналогично тому, как это делается с сигналом индикатора горизонта, то к гироскопу по обеим осям стабилизации будут приложены соответствующие корректирующие моменты. В этом случае выражения (1.4) можно записать:

(с)=n +x ; ( -c)=m n +z . (1. 12)

гдеx и z; сигналы коррекции, являющиеся функциями широты и скорости судна.

Для нахождения этих функций воспользуемся системой четырех уравнений (1.1) и (1.12), в которую входит шесть неизвестных функций ,c , ,с ,x ,z две из них можно-задать произвольно.

Для получения от гирокомпаса истинного курса зададимся следующими произвольными значениями координатc и в положении равновесия:

c =0; *=0. (1. 13)

Это условие означает, что в положении равновесия нуль следящей сферы будет в плоскости меридиана, а ось кинетического момента гироскопа в плоскости горизонта.

Частные решения системы уравнений (1.1), (1.12) с учетом условия (1.13) дают формулы сигналов коррекции:

z = VN / (R u cos +VE +CвR /H) ; x = H /Cг(u sin +VE tg /R), (1. 14)

и выражения для положения равновесия по двум другим координатам будут:

* = VN / (R u cos +VE +CвR /H) ; (1. 15)

* = - H /Cг(u sin +VE tg /R), (1. 16)

Следовательно, при вводе в схему управления сигналов коррекции z и x , определяемых выражениями (1.14), из показаний гирокомпаса полностью исключаются скоростная и широтная девиации. Кроме того, величина отклонения оси кинетического момента гироскопа от меридиана *, определяемая формулой (1.15), резко уменьшается по сравнению со скоростной девиацией, имевшей место до ввода коррекции, и при скорости порядка 60 узлов в широте 70° достигает всего 0°,2.

Уменьшение скоростной девиации гиросферы * обусловлено наложением вертикального корректирующего момента z.

Баллистические девиации. Природа баллистических девиаций курсоуказателя в режиме гирокомпаса в принципе та же, что и у обычных маятниковых гирокомпасов. Разница только в том, что возникающие во время маневрирования ускорения не возмущают гироскоп, поскольку он астатический и обладает нейтральной плавучестью, а воздействуют на индикатор горизонта, который при этом вырабатывает дополнительный сигнал, пропорциональный величине dVN /g dt , т. е. пропорциональный северной составляющей ускорения.

Этот сигнал вызовет соответствующее закручивание горизонтальных и вертикальных торсионов, которое будет продолжаться в течение всего времени действия ускорения, и в результате приведет к отклонению гирос

Похожие работы

<< < 1 2 3 4 5 6 > >>