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
феры от положения равновесия, в котором она находилась до начала маневрирования. По окончании действия ускорения гиросфера, совершая затухающие колебания, начнет приходить к своему положению равновесия.

Аналогично тому, как это делается для обычного маятникового гирокомпаса, можно и для двухрежимного гирокомпаса найти условие апериодического перехода в новое положение равновесия или «условие невозмущаемости».

Исследования показывают, что в отличие от маятникового гирокомпаса апериодический переход гирокомпаса с электромагнитным управлением в новое положение равновесия теоретически можно получить при значении периода незатухающих колебаний, отличающемся от периода Шулера, который как известно, равен 84,4 мин.

Его величина приближенно, без учета собственной скорости судна, определяется следующим соотношением:

Ta=84,4 V(H u cos +Cв) /H u cos (1. 17)

и может составлять несколько сотен минут.

Эта особенность двухрежимного гирокомпаса с торсионно-жидкостным подвесом ЧЭ объясняется тем, что в отличие от обычных гирокомпасов на гироскоп с помощью упругой связи во время маневрирования накладываются корректирующие моменты по вертикальной оси.

В гирокомпасах такого типа, где скоростная девиация компенсируется наложением момента, действующего по вертикальной оси гироскопа, исключение баллистических девиаций путем настройки схемы управления на величину периода, отвечающего условию невозмущаемости, трудно выполнимо.

Одна из причин, затрудняющих реализацию найденного условия, заключается в том, что для получения больших периодов к гироскопу должны прикладываться весьма малые управляющие моменты, величины которых меньше или соизмеримы с возникающими моментами, имеющими место из-за статических ошибок следящих систем и нелинейности их звеньев.

В гирокомпасе с электромагнитным управлением использован более простой способ устранения баллистических девиаций. Для этого маятник индикатора горизонта сильно задемпфирован, а углы его отклонения от равновесного положения ограничены специальными упорами до относительно малой величины. Кроме того, чтобы снизить скорость баллистического перемещения гироскопа за время действия ускорения, период незатухающих колебаний в рабочем режиме гирокомпаса выбирается большим до 120180 мин.

Возможен еще один простой и, по-видимому, более эффективный способ устранения баллистических девиаций.

Если в индикаторе горизонта предусмотреть устройство, которое автоматически отключало бы сигнал индикатора горизонта от схемы управления гироскопом, когда маятник под действием ускорения достигает одного из упоров, то гироскоп вместо прецессирования с малой скоростью во время действия ускорения становится свободным. Можно ожидать, что в этом случае отклонение гироскопа за время маневрирования будет меньшим, чем при первом способе компенсации. Следует заметить, что в обоих случаях при маневрировании корректирующие моменты остаются приложенными к гироскопу.

Эффективным способом устранения баллистических девиаций для гирокомпасов с электромагнитным управлением является способ компенсации силы инерции, воздействующей на маятник индикатора горизонта при наличии линейных ускорений.

Выражение полной силы, которая должна быть приложена к маятнику индикатора горизонта для компенсации баллистических девиаций гирокомпаса, создаваемых изменением скорости и курса, можно записать в виде

F = mм ( dV /dt) cosK + V(dK /dt)sink , (1. 18)

где F -сила;

mм масса маятника;

K курс;

V скорость судна.

В качестве устройства для компенсации силы инерции, действующей на маятник, в индикаторе горизонта можно установить электромагнитный датчик момента, на который подается сигнал,. пропорциональный силе F.

Можно представить схему электромеханического прибора, решающего зависимость (1.18) и вырабатывающего нужный сигнал по автоматически вводимым значениям скорости и курса.

Чтобы не усложнять конструкцию индикатора горизонта, можно полученный сигнал коррекции суммировать в противофазе с сигналом, снимаемым с индикатора горизонта, предварительно» пропустив сигнал коррекции через фильтр с постоянной времени,. равной постоянной времени индикатора горизонта. Такое решение наиболее целесообразно для описываемой схемы.

Приведенный способ компенсации баллистических девиаций предпочтительнее, чем настройка незатухающих колебаний гирокомпаса на период невозмущаемости по следующим соображениям.

Теоретически такую коррекцию можно осуществить для любого типа маневрирования судна независимо от скорости. При этом период незатухающих колебаний может быть выбран в принципе любым, и, кроме того, нет необходимости менять параметры гирокомпаса в зависимости от широты. Описанный способ компенсации позволяет полностью компенсировать баллистические девиации, в том числе и девиацию затухания без выключения демпфирования на время маневра.

Интеркардинальная девиация. При движении судна в условиях качки следящая сфера гирокомпаса раскачивается вокруг-своей оси подвеса в такт с качкой под действием составляющей ускорения в плоскости ЕW.

Составляющая ускорения в плоскости NS, воздействующая на маятник следящей сферы, меняя свое направление синхронно-с качкой, создает вертикальный момент, аналогично тому как это происходит у обычных маятниковых компасов, но в отличие от них в гирокомпасе с электромагнитным управлением этот момент сам по себе не вызывает интеркардинальной девиации.

Инерционные моменты, действующие на следящую сферу во время качки, приводят лишь к дополнительным динамическим нагрузкам на двигатели азимутальной и горизонтальной следящих систем, но не дают существенных ошибок в показаниях гирокомпаса.

Основная причина, определяющая появление интеркардинальной девиации у гирокомпаса с косвенным управлением, заключается в том, что составляющая ускорения в плоскости NS действует и на маятник индикатора горизонта. Она вызывает появление сигнала, пропорционального ускорению и меняющего знак в такт с качкой. Этот сигнал поступает на двигатели, которые прикладывают к гироскопу через торсионы знакопеременные моменты. Поскольку одновременно происходит раскачивание следящей сферы, оси двигателей рассогласовываются с осями соответствующих торсионов на угол, примерно равный амплитуде качки. В результате, когда сигнал от индикатора горизонта поступает на двигатели, моменты, прикладываемые к гироскопу торсионами, создают две составляющие горизонтальную и вертикальную.

Так как горизонтальные торсионы имеют жесткость, во много раз большую, чем вертикальные, то вертикальная составляющая моментов от горизонтальных торсионов по абсолютной величине значительно превосходит остальные вертикальные моменты. Она и образует постоянный вертикальный момент, вызывающий ин-геркардинальную девиацию гирокомпаса па качке. Как видно, механика появления интеркардинальной девиации у гирокомпасов с электромагнитным управлением иная, чем у обычных маятниковых гирокомпасов, но схема образования постоянного вертикального момента при качке по существу одинакова.

Величина интеркардинальной девиации, закон ее изменения и зависимость от параметров гирокомпаса и качки для гирокомпаса с электромагнитным управлением в принципе остаются такими же, как и для одногироскопных маятниковых компасов.

Из известных способов компенсации интеркардинальной девиации для гирокомпаса с электромагнитным управлением наиболее рациональным оказалось применение индикатора горизонта с сильно демпфированным маятником.

Введение в чувствительный маятниковый элемент вязкого трения позволяет осуществить сдвиг по фазе, близкий к 90°, между действующим ускорением и моментом, прикладываемым к гироскопу, в результате чего эффект влияния качки на гирокомпас сводится к минимуму.

Уравнение движения такого индикатора горизонта при воздействии на него горизонтального ускорения для малых углов можно .записать в виде

тм l2 ”+c +mм g l= mм l a (1. 19)

где mм массы маятника;

l длина маятника;

угол отклонения маятника от вертикали;

с коэффициент демпфирования;

а горизонтальное линейное ускорение качки. Передаточную функцию индикатора горизонта, движение которого описывается уравнением (1.19), можно представить выражением

W(p)= (p)/a (p)=1 / Tм2 p2 + p + 1, (1. 20)

где Tм=(l / g); = c/ mм g l постоянные времени индикатора горизонта.

Практически величина Tм во много раз меньше периода качки. Поэтому введя в индикатор горизонта сильное демпфирование, правомерно пренебречь членом передаточной функции, содержащим р2. Тогда коэффициент ослабления амплитуды колебаний маятника по сравнению с амплитудой колебаний динамической вертикали будет приближенно определяться формулой

k =1 /( 2 2 +1)1/ 2 (1. 21)

Например, для индикатора горизонта с постоянной времени =60 сек при качке с частотой ( = 1,2'/сек) ослабление выходного сигнала, снимаемого с индикатора горизонта, будет около 72. Если учесть еще и сдвиг фазы между колебаниями маятника и действующим ускорением, то уменьшение выходного сигнала, а следовательно, и интеркардинальной девиации гирок

Похожие работы

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