Системы ориентации инерциальные

Таким образом, схема, представленная на рис. 8.1, является комплексной, так как включает в себя элементы прецизионной системы ориентации и инерциальной системы навигации. [c.127]

Движение КА относительно центра масс. Обозначим через углы Эйлера, определяющие ориентацию подвижной системы относительно инерциальной системы с базисными векторами пл радиус-вектор центра масс R = . Лагранжиан КА [c.229]

Каждый из этих коэффициентов зависит от распределения масс в теле и от мгновенной ориентации тела относительно осей координат X, у, Z, которые в рассматриваемом случае совпадают с инерциальной системой отсчета. Поэтому эти коэффициенты будут зависеть от времени. Мы будем называть их инерциальны-ми коэффициентами или моментами инерции [c.248]

Продолжим исследование роли инерционных и аэродинамических сил в маховом движении лопасти. Если аэродинамические силы отсутствуют, нет относа ГШ и каких-либо стеснений движению лопасти, то уравнение махового движения имеет вид РР = 0. Решением этого уравнения является функция р = = Pi os г 1 + pis sin г ), где р, и Pis — произвольные постоянные. Таким образом, в этом случае ориентация несущего винта произвольна, но постоянна, так как в отсутствие аэродинамических сил или при нулевом относе ГШ нельзя создать момент на втулке посредством изменения углов установки лопастей или наклона вала винта. Несущий винт ведет себя как гироскоп, который в отсутствие внешних моментов сохраняет свою ориентацию относительно инерциальной системы отсчета. Когда винт вращается в воздухе, угол установки создает аэродинамический момент Me относительно оси ГШ, который можно использовать для отклонения оси винта, т. е. для управления его ориентацией. Если бы / 0 был единственным моментом, го циклическое управление вызывало бы отклонение оси винта с постоянной скоростью. Однако возникает также аэродинамический момент демпфирования 1Щ. Наклон ПКЛ на угол р или Ри создает скорость взмаха (во вращающейся системе координат). Следовательно, момент, порождаемый наклоном плоскости управления, вызывает процессию несущего винта, наклоняя ПКЛ до тех пор, пока маховое движение не создаст момент, обусловленный моментами и как раз достаточный, чтобы уравновесить управляющий момент. Вследствие равновесия моментов, обусловленных углом 0 и скоростью р, несущий винт займет новое устойчивое положение. Таким образом, маховое движение лопастей можно рассматривать с двух точек зрения. Во-первых, лопасть можно считать колебательной системой, собственная [c.191]

Линейные и угловые перемещения вала показаны на рие. 11.2. Возмущение линейной скорости втулки имеет составляющие г/вт и 2вт, а ориентация вала в инерциальной системе отсчета задается возмущениями углов ах, ау и г. Будем учитывать также турбулентность атмосферы — порыв ветра с составляющими скорости Un, Vn и w (нормированными делением на концевую скорость QR). С учетом движения вала и порыва ветра получаются следующие выражения для возмущений скорости воздушного потока у сечения лопасти [c.539]

В работах другого направления изучались возможности построения и свойства корабельных инерциальных систем, основными составными частями которых явились гиростабилизатор и акселерометры, сочленяемые не только механически, но и электрическими связями. У создателей таких систем имелась возможность выбора ориентации платформы и акселерометров, вида координат, характеризующих положение объекта, связей между элементами системы и алгоритмов вычислений в ней. От этого выбора зависели инструментальные погрешности основных элементов, сложность вычислений, степень простоты и надежности системы в целом. [c.186]

Для определения облика комплекса необходимо провести анализ существующих систем, которые могут быть включены в его состав. Информационным ядром современного комплекса обычно является инерциальная навигационная система, в частности, бесплатформенная ИНС, как наиболее перспективная разновидность ИНС. При выборе БИНС можно ориентироваться на существующие системы авиационного назначения, взяв их характеристики за основу (см. гл. 3). Многочисленные исследования и практика эксплуатации спутниковых систем показывают, что наиболее перспективным средством коррекции ИНС являются спутниковые системы, обладающие наиболее высокой точностью и глобальностью действия. При этом возможно улучшение характеристик автономных БИНС не только по координатам и скоростям, но и по углам ориентации. [c.22]

Как уже предварительно отмечалось в гл. 1, благодаря различной физической природе и различным принципам формирования навигационного алгоритмического обеспечения, спутниковые и инерциальные навигационные системы хорошо дополняют друг друга. Их совместное использование позволяет, с одной стороны, ограничить рост погрешностей ИНС и, с другой стороны, снизить шумовую составляющую ошибок СНС, повысить темп выдачи информации бортовым потребителям, существенно поднять уровень помехозащищенности. На современном этапе ядром интегрированной системы является ИНС благодаря своей автономности и возможности с высокой скоростью обновления давать потребителю как позиционную, так и угловую информацию. В составе интегрированных инерциально-спутниковых систем, как уже указывалось в гл. 1, чаще всего используются бесплатформенные инерциальные навигационные системы (БИНС). Это объясняется их повышенной надежностью, меньшим весом и габаритами, меньшим потреблением энергии. Отсутствие платформы определяет, как правило, и меньшее время выставки системы — обязательной процедуры первоначального задания (для платформенных ИНС) или определения (для БИНС) ориентации осей чувствительности акселерометров и инициализации координат и скоростей. Эта процедура предшествует переходу ИНС в рабочий режим и во многом определяет время ее готовности к работе (подробно алгоритмы выставки рассматриваются в гл. 4). Таким образом, основной задачей БИНС является обеспечение навигационными параметрами (координаты и высота ЛА, составляющие вектора скорости), а также параметрами ориентации бортовых потребителей в реальном масштабе времени в режиме коррекции от спутниковой навигационной системы. [c.27]

В таких системах возможна комплексная обработка оценок ориентации ЛА и их погрешностей для управления разностью фаз сигналов, принимаемых на интерферометрический антенный модуль от навигационного спутника. Выходы от инерциального измерительного блока [c.121]

Относительно инерциальной системы отсчета центр масс движется равномерно и прямолинейно, а обе точки относительно системы центра масс движутся в плоскости, проходящей через центр масс и сохраняющей свою ориентацию относительно инерциальной системы отсчета траектории обеих точек относительно системы центра масс подобны, центр подобия находится в центре масс, а соотношение подобия равно отношению масс. [c.125]

Мы описываем движение точки относительно системы координат, начало которой связано с центром масс Земли и двигается вместе с ним сложным образом, а орты все время сохраняют ориентацию относительно некоторой абсолютной (инерциальной) системы координат (наша система координат не вращается). Мы можем оценить величину ускорения точки [c.68]

В последнее время в связи с потребностями развития космической техники и космических полетов, тенденцией увеличения размеров орбитальных систем и уменьшения их жесткости и рядом других факторов, в частности, с повышенными требованиями к точности ориентации составных космических аппаратов относительно инерциальной или орбитальной системы координат, стали весьма актуальными проблемы нелинейной динамики, устойчивости и стабилизации составных космических систем с учетом упругости и деформируемости их отдельных конструкций. Такими конструкциями являются, например, выдвижные штанги, упругие стержни передающих антенн, упругие пластины панелей солнечных батарей, антенны, упругие кольца радиоантенн, гибкие тросы, упругие топливные баки с жидким наполнителем и т. п. Обширная библиография приведена в работах [c.402]

Пренебрегая воздействием планет солнечной системы на движение Солнца (см. пример 2.9), примем в качестве инерциальной системы отсчета систему S с началом О в центре инерции Солнца и осями, направленными на неподвижные звезды. Относительно этой системы центр инерции Земли движется по эллипсу под действием силы притяжения со стороны Солнца. Кроме того, Земля изменяет свою ориентацию относительно 5 с угловой скоростью которую можно считать практически постоянной и равной по величине 2я/(24-3600) рад в звездную секунду или приближенно равной 7,3-10 [41, 12, 16]. [c.173]

Рассмотрим поведение тела, находящегося в спутнике, который движется под действием притяжения Земли вне ее атмосферы с выключенным двигателем. Допустим, что спутник изменяет ориентацию относительно инерциальной системы отсчета с постоянной угловой скоростью (О (в качестве инерциальной системы с достаточной степенью точности можно принять систему 5, начало которой помещено в центр инерции Земли, а оси направлены на неподвижные звезды). Определить силу, с которой стенка спутника действует на материальную точку, соприкасающуюся со стенкой. [c.178]

Из приведенных результатов следует, что центр масс механической системы движется по параболе относительно инерциальной системы отсчета относительно системы S , точки движутся по эллипсам с общим центром в центре масс и одинаковым периодом, равным 2я/(хт) 2 орбиты точек лежат в плоскостях, проходящих через центр масс ориентация этих плоскостей постоянна, но может быть различной для разных точек (только в случае А = 2 точки относительно Sm движутся в одной и той же плоскости, см. рис. 4.15). [c.185]

Введем систему отсчета К , движущуюся поступательно относительно инерциальной системы К ориентация базисных векторов системы К остается неизменной относительно базисных векторов е системы К. Следовательно = e = О. Радиусы-векторы частицы г = Хп п, г = связаны соотношением г = R + г. Дифференци- [c.60]

Будем считать задачей инерциальной навигационной системы определение местоположения и ориентации объекта в ортогональной системе координат начало которой совмещено с центром Земли, а ориента- [c.259]

Стабилизация вращением, с одной стороны, позволяет существенно сократить аппаратурный состав систем ориентации, а с другой — накладывает на некоторые его элементы специфические требования. Так, полное управление орбитой КА, стабилизированного вращением, возможно только при наличии двух реактивных сопел, что позволяет широко использовать дублирование исполнительных органов системы ориентации. И наоборот, для оценки углового отклонения главной оси в инерциальной системе координат обычные трехстепенные гироскопы в кардановом подвесе нуждаются в дополнительной рамке. [c.251]

В случае применения гиростабилизаторов, например, в бескар-данных инерциальных системах ориентации и навигации, включающих в себя три одноосных гиростабилизатора, важно, чтобы угол р оставался малым, так как поправку на первую составляющую угловой скорости Ааабс.ср (2.80) относительно просто ввести в каждый из гироскопов, пользуясь показаниями двух других гироскопов. Угол Р(ДР) остается малым, если разгрузочное устройство имеет большую крутизну Е характеристики и разгрузочный двигатель 11 (см. рис. 21) развивает большой момент. При этом значительную [c.53]

Ориентация — это процесс, в результате которого КА занимает oiipe-деленное положение или последовательность определенных, положений в пространстве. Как правило, система ориентации, ликвидируя большое первоначальное отклонение, совмещает связанную систему координат с опорной (базовой) системой координат последняя задается на борту КА с помощью специальных устройств и приборов и может быть либо неподвижной, либо перемещаться в инерциальном пространстве. [c.5]

Пассивная система ориентации и стабилизации — это система, которая не требует на борту КА источника энергии для своей работы. Для создания управляющих моментов она использует физические свойства средьд, окружающей КА (гравитационное или магнитное поле, солнечное давление, аэродинамическое сопротивление), или свойство свободно вращающегося твердого тела сохранять неподвижной в инерциальном пространстве ось вращения. В пассивных системах не только ориентация, но и стабилизация КА, например демпфирование собственных колебаний, достигается без использования активных управляющих устройств. [c.6]

Ориентация линия визирования может определяться либо относительно инерциальной системы отсчета инерциальное параллельное сближение), либо относительно орбитальной сис е.мы отсчета (орбитальное траллельяое с лиже-пае), когда в качестве базиса отсчета используется местный горизонт, [c.111]

Положение тела определяется местонахождением его центра масс S и ориентацией главных центральных (т. е. построенных в центре масс) осей инерции тела е , е/, е/ относительно осей инерциальной системы отсчета Oxyz. Из общих теорем об изменении импульса и кинетического момента вытекает, что [c.70]

Магнитная система демпфирования. Для демпфирования угловых колебаний спутника необходимо выбрать некоторое опорное положение, относительно которого следует измерять колебания. В качестве таких опорных положений можно выбрать направления в инерциальном пространстве, как это предлагалось в двух предыдущих типах систем стабилизации. Для этой цели можно использовать также магнитное поле, если магнит системы стабилизации поместить в вязкую среду. Достаточно мощный магнит способен с большой точностью сохранять заданное положение в магнитном поле, что позволяет демпфировать колебания спутника относительно магнита. Задача в этом случае заключается в выборе такого направления в магнитном поле, которое бы не совпадало с желаемой ориентацией спутника тогда вариации магнитного поля можно отнести к возмущениям, действующим на спутник со стороны окружающей среды. Следует учесть, что существует определенное соотношение между допустимой величиной возмущения и требуемой степенью демпфирования. Системы такого типа были созданы фирмами Локхид и Дженерал Электрик и испытывались в полете. Аналитические методы синтеза, использованные фирмой Дженерал Электрик , а также результаты летных испытаний системы изложены в работах [7, 43, 50, 53]. Авторы этих работ применили номограмму Делпа [16], расширив ее для учета параметров магнитных систем демпфирования (рис. 16 и 17). Демпфирующее устройство, в котором вместо вязкой среды используются вихревые токи, описано в работах [50, 83]. [c.205]

Функциональная схема инерциальной системы без гиростабилизированной платформы [7] приведена на рис. 25. Назначение отдельных блоков понятно из рисунка. Видно, что в системе для счисления пути используются датчики первичной информации и вычислительные устройства. Такими датчиками являются блок гироскопов, блок акселерометров (измерителей ускорений), блок оптических телескопов. Поступаю щая информация обрабатывается в вычислительном устройстве и поступает на органы летательного аппарата, управляющие и регулирующие его движение (рулевые органы, двигательную установку). Все вычисления при работе БИС разбивают на две группы вычисление ориентации объекта и навигационные вычисления. Для коррекции БИС используются оптические телескопические системы типа солнечных или звездных ориентаторов. БИС наиболее чувствительна к ошибкам группы приборов, выдающей информацию об угловом движении объекта. Поэтому использование лазерных датчиков угловой скорости вращения дает существенные преимущества. Ожидается, что с их применением можно построить высокоточную, простую, малогабаритную БИС, пригодную к использованию в быстром а не врирующих объектах. В иностранной печати сообщалось, что если БИС, построенная на роторных гироскопах, стоит 90 000 дол., то использование Лазерных датчиков при сохранении той же точности по- [c.63]

Исследованию свойств инерциальных систем навигации длительного действия в 50—60-е годы были посвящены многочисленные советские и зарубежные работы. В начальной стадии развития корабельных систем навигации делались попытки применять в них платформу, неизменно ориентированную относительно звезд. Так, например, был построен гиростабилизатор первой инерциальной системы в начале 50-х годов под руководством Ч. Дрейпера в США. Применение инерциальной ориентации избазвляет от необходимости управлять прецессией гироскопов и позволяет избежать связанных с таким управлением погрешностей. Географические координаты здесь могут быть материализованы углами между элементами карданова подвеса, что упрощает вычислительную часть системы. С другой стороны, изменение ориентации гироскопов относительно силы тяжести вследствие вращения Земли и перемещений по ней корабля приводит в такой системе к трудно компенсируемым уходам гироскопов от дебаланса масс и к соответствующим ошибкам определения навигационных параметров. Здесь требуется весьма точно задавать и измерять углы. [c.186]

Как известно, инерциальные навигационные системы позволяют получать всю совокупность необходимых параметров для управления объектом, включая углы ориентации. При этом системы полностью автономны, т. е. для их нормального функционирования не требуется использования какой-либо информации от других систем (кроме, может быть, начала работы, когда требуется задать начальные условия по координатам и проекциям скорости). Еще одним достоинством этих систем является высокая скорость выдачи информации внешним потребителям скорость обновления углов ориентации составляет до 100 Гц, навигационной — от 10 до 100 Гц. Этот показатель для спутниковых систем составляет для лучших приемников 10 Гц, а, как правило, 1 Гц. Вместе с тем, инерциальным системам присуш,и недостатки, которые не позволяют использовать их долгое время в автономном режиме. Измерительным элементам ИНС, прежде всего, гироскопам и акселерометрам, присуш,и собственные методические и инструментальные ошибки, начальные условия не могут быть введены абсолютно точно, вычислитель, входящий в состав ИНС, вносит свои погрешности. Под влиянием этих факторов ИНС работает в так называемом возмущенном режиме, и получаемая с нее информация будет содержать ошибки, вызванные влиянием перечисленных возмущений. Для устранения влияния этих факторов переходят к созданию комплексов, обеспечивая коррекцию ИНС. В зависимости от используемых средств можно выделить следующие виды коррекции [c.21]

ОСИ в блоке пересчета (БП) пересчитываются к инерциальным осям с использованием полученной матрицы ориентации. Вычисленные проекции кажущегося ускорения на инерциальные оси (полученный вектор rij) передаются в блок решения навигационного алгоритма (НА), векторная форма которого задана системой (3.64). Выходные параметры ВИНС в этом случае представляются инерциальными декартовыми координатами радиус-вектора местоположения Я/ = [Xj, Yj, Zj] , проекциями абсолютной скорости движения Vj — [Vxi, Vyi, VziV, a также матрицей ориентации ЛА в выбранной инерциальной системе координат А. Естественно, что при необходимости из матрицы ориентации А могут быть получены углы ориентации ЛА относительно осей инерциальной системы координат. [c.82]

Моделирование бортового измерительного комплекса. Бортовой измерительный комплекс маневренного ЛА включает в себя, как правило, блок чувствительных элементов ориентации в пространстве (инерциальные указатели направлений — гиростабилизиро-ванная платформа на гироскопах, блок датчиков угловых скоростей), блок инерциальных измерителей (акселерометры), высотомеры, датчики угла атаки и т. п. Состав конкретной аппаратуры определяется целевой функцией ЛА и алгоритмом интегрированной системы навигации и управления. [c.229]

Таким образом, из формулы (2.4) с помощью (2.6) мокяо определить ориентацию оси Ог а именно, найти проекция орта на оси инерциальной системы координат [c.103]

Площадка на кардановом подвесе. Площадка П монтируется на движущемся основании С (самолете, корабле) с помощью карданова подвеса. Наружное кольцо подвеса имеет подшипники на одной из осей основания (самолетных, корабельных), внутреннее кольцо — на наружном, площадка П — на внутреннем кольце. Эти три оси взаимно перпендикулярны и пересекаются в точке О. Ориентация триэдров осей Oxyz и ОаЬс, связанных с основанием и с площадкой, задается в опорной системе осей Obf> (инерциальных или земных). Требуется составить выражения косинусов углов осей системы Oxyz с опорными осями через косинусы углов осей ОаЬс с теми же осями и через углы поворота колец и площадки во внутреннем кольце. [c.59]

Смотреть страницы где упоминается термин Системы ориентации инерциальные : [c.63] [c.174] [c.220] [c.279] [c.160] [c.145] [c.182] [c.187] [c.123] [c.123] [c.132] [c.237] [c.273] [c.97] [c.132] [c.41] [c.118] [c.121] [c.371] [c.198]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...