Гироскоп трехстепенной

Свободный трехстепенной гироскоп. Рассмотрим гироскоп с тремя степенями свободы, закрепленный так, что его центр тяжести неподвижен, а-ось может совершать любой поворот вокруг этого центра (см. рис. 332) таь ой гироскоп называют свободным. Для него, если пренебречь трением в осях подвеса, будет 2шо ( )=0 и / o= onst, т. е. модуль и направление кинетического момента гироскопа постоянны (см. 117). Но так как направления вектора Ко и оси Ог гироскопа все время совпадают, то, следовательно, и ось свободного гироскопа сохраняет неизменное направление в пространстве по отношению к инерциальной (звездной) системе отсчета. Это одно из лажных 2, свойств гироскопа, используемое при конструировании гироскопических приборов. [c.335]

Прецессия трехстепенного гироскопа. Допустим, что сила F (или пара сил F, Р, см. рис. 334) действует на гироскоп во все рассматриваемое время его движения, оставаясь в плоскости zOzi (такой силой может, например, быть сила тяжести). Так как по установленному выше ось Oz в сторону действия силы не отклоняется, то угол 6= zidz остается все время постоянным, а скорость Уд — перпендикулярной плоскости г,Ог. Следовательно, ось Oz гироскопа будет вращаться (прецессировать) вокруг оси Ог, с некоторой угловой скоростью ш, называемой угловой а оростью прецессии. Найдем уравнение, определяющее ы. Так как ось Oz вращается вокруг оси Ог с угловой скоростью со (см. рис. 334), то по формуле (48), из 51 Уд = шх05 = сох/Со и равенство (74) дает [c.336]

Трехстепенные гироскопы используют в целом ряде навигационных приборов (гирокомпас, гирогорнзонт, курсовой гироскоп и др.), а также в устройствах для автоматического управления движением (стабилизации) таких объектов, как самолет (автопилоты), ракеты, морские суда и др. [c.339]

Рассмотрим в качестве примера -простейшее устройство, где трехстепенной гироскоп используется ках стабилизатор (прибор Обри, стабилизирующий движение мины в горизонтальной плоскости). Прибор содержит свободный гироскоп (см. рис. 332), ось которого в момент выстрела совпадает с осью торпеды, направленной на цель. Если торпеда в некоторый момент времени отклонится от заданного направления на угол а (рис. 337), то ось гироскопа, сохраняя свое [c.339]

Требуется построить модель следящего ОЭП, в одномерной части которого располагаются полосовой фильтр и квадратичный детектор сервоприводом является трехстепенный гироскоп. Перекрестными связями в модели гироскопа можно пренебречь. Структурная схема такого ОЭП представлена на рис. 38. [c.145]

Требуется построить модель сле доцего ОЭП, в одномерной части которого располагаются полосовой фильтр и кващ>атичный детектор. Источником шума является приемник лучистой знергии и сервопривод -трехстепенной гироскоп без перекрестных связей. Структурная схема такого ОЭП изображена на рис. 39. [c.145]

Влияние статической неуравновешенности па дрейф наружной рамы трехстепенного свободного гироскопа [5] определяется по формуле [c.257]

Влияние динамической неуравновешенности ротора гиромотора на дрейф [5] трехстепенного свободного гироскопа определяется по формуле [c.257]

При рассмотрении дрейфа систематического трехстепенного гироскопа от динамической и статической неуравновешенности ротора устанавливается, что он значительно увеличивается, если 17 Зак, оОО 257 [c.257]

Одним из источников синусоидальной вибрации гиропнерци-альиой платформы вокруг осей подвеса является статическая неуравновешенность роторов синхронных гиромоторов двух- млн трехстепенных гироскопов. [c.258]

L — расстояние между осями двух роторов трехстепенных гироскопов [c.258]

Приведем числовой расчет дрейфа гироинерциальной платформы, если установлены два трехстепенных гироскопа. Пусть [c.258]

Трехстепенные гироскопы. Применяются в авиагоризонтах, гирополукомпасах. Для измерения угловых скоростей вращения самолета применяются датчики угловых скоростей (ДУС). [c.537]

Системы отсчета и измерительные устройства. Движения тел, в том числе н вибрацию тел, можно описывать в различных системах отсчета. Но по отношению к рассматриваемому телу это могут быть только две системы отсчета жестко связанная с движущимся телом и не связанная жестко с ним. Промежуточное положение занимают системы отсчета, имеющие общую точку с телом, которые следует относить ко вторым (например, система отсчета трехстепенного гироскопа имев начало коор динат, совпадающее с некоторой точкой тела). [c.134]

Рассмотрим нелинейную систему управления, в состав которой включен датчик углового положения релейного типа со статической характеристикой, представленной на рис. 4.16, где = = — разность между текущим и программным значением угла тангажа. Техническая реализация такого датчика может быть осуществлена на базе трехстепенного гироскопа. Если у статической характеристики измерителя угловой скорости (рис. 4.8) [c.163]

Рис. 5.31. Демпфирующее устройство на спаренных двухстепенных гироскопах Рис. 5.32. Демпфирующее устройство на спаренных трехстепенных гироскопах

Приведенные конструктивные схемы гироскопических демпферов не ограничивают возможностей использования других конструктивных схем, основу которых составляют гироскопы. Так, например, может оказаться рациональным применение в качестве демпфера спарки трехстепенных гироскопов (рис. 5.32). По сравнению со спаркой двухстепенных гироскопов такая спарка будет оказывать меньшее влияние на прецессионное движение КА, стабилизированного вращением. [c.251]

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 существенной степени отмеченные недостатки уменьшаются если вместо обычного подвеса использовать обращенный подвес. Применение последнего наиболее целесообразно, когда трехстепенной гироскоп является самостоятельным датчиком углового положения. [c.255]

Управляющие моменты могут быть также созданы при п0хМ0Щ1Г гироскопов. Предположим, что на борту КА установлен двухсте пенной гироскоп с кинетическим моментом Н (рис. 1.9). Для определенности будем считать, что ось прецессии гироскопа сов падаег с осью ОХ, а вектор Н в исходном положении лежит в плоскости орбиты. Совместно с корпусом аппарата такая механическая система образует трехстепенной гироскоп, причем роль наружной рамки выполняет корпус. Одно из свойств трехстепенного гироскопа заключается в прецессии под действием приложенного к нему момента внешних сил. Это означает, что для создания управляющего момента достаточно к оси прецессии двухстепенного гироскопа приложить момент двигателя-маховика под действием кото- [c.12]

Для изме(рения двух углов, например рыскания и крена, на борту КА достаточно разместить один трехстепенной гироскоп так, как это показано на рис. 1.12. Полезная информация снимается с датчиков углов ДУс1> и ДУ . Роторы 1 этих датчиков жестко скреплены с соответствующими осями гироскопа, а статоры 2 связаны с корпусом аппарата. Поэтому при угловых эволюциях КА с этих датчиков в систему угловой стабилизации поступают электрические сигналы, пропорциональные углам г ) и -у [c.17]

Для измерения трех углов необходимо иметь не менее двух трехстепенных гироскопов. Образованный таким образом блок гироскопов создает на борту КА в течение некоторого времени инер-ииальную систему координат. [c.17]

Принцип действия гироорбитанта аналогичен принципу действия трехстепенного а статического гирокомпаса и заключается, в следующем. Если трехстепенной гироскоп установлен на Земле так, что его главная ось лежит в плоскости местного горизонта [c.18]

Рис. 1.12. Кинематическая схема трехстепенного гироскопа

Принцип действия полупассивной системы можно объяснить иначе, если представить, что корпус аппарата является наружной рамкой трехстепенного гироскопа. Тогда в силу известных свойств этого гироскопа становится очевидной его сопротивляемость при действии возмущений по оси наружной рамки и прецессия по оси внутренней рамки (кожуха). Как и трехстепенной гироскоп, полупассивная система является нейтрально устойчивой системой, т. е. даже незначительные, постоянно действующие возмущения вызовут ее систематическое отклонение от исходного положения. [c.80]

В режиме сброса кинетического момента работу системы можно сравнить с работой трехстепенного гироскопа, по наружной оси которого действует момент внешних-сил Мр.с. В этом случае наружная рамка остается практически неподвижной, в то время как внутренняя будет прецессировать в сторону совмещения векторов Я и Л1р.с по кратчайшему пути. [c.82]

Известно, что трение оказывает существенное влияние на динамику гироскопических устройств. Как уже было замечено ранее, полупассивная механическая система КА — ГИО представляет собой трехстепенный гироскоп, наружной рамкой которого является сам аппарат. Исследован ию влияния трения на движение гироскопа в кардановом подвесе посвящено большое количество работ. Точное решение задачи о влиянии сил сухого трения на поведение гироскопа, установленного на неподвижное основание, дал Е. Л. Николаи [19]. Большой вклад в исследование данного вопроса внесли И. В. Бутенин [3] и Д. М. Климов [14]. [c.93]

Несмотря на формальное сходство рассматриваемой системы с индикаторным трехстепенным гироскопом, при оценке влияния трения необходимо учитывать следующие отличия [c.93]

В настоящее время имеется большое разнообразие конструктивных схем гироскопических исполнительных органов. При классификации систем угловой стабилизации с гироскопическими исполнительными органами можно все гироскопические системы в зависимости от типа силовых гироскопов разделить на три вида системы на двухсте пенных гироскопах системы на трехстепенных гироскопах системы переменной структуры, когда гироскоп в зависимости от режима станав ится то двухстепенным, то трехстепенным. [c.102]

Возможности использования трехстепенных гироскопов в качестве исполнительных органов изучены значительно меньше, чем возможности использования двухстепенных гироскопов. Однороторные трехстепенные гиростабилизаторы не обладают ни одной из основных характеристик двухстепенных гиростабилизаторов, т. е. они не могут обеспечить ни полупассивной стабилизации, ни усиления момента [6]. Действительно, если под действием возмущаю- [c.104]

Отсутствие свойства усиливать момент является серьезным препятствием использования их в качестве исполнительных органов, так как для прямой передачи полного управляющего момента по осям карданова подвеса должны быть установлены мощные датчики момента. К недостаткам использования трехстепенных гироскопов следует также отнести то, что при управлении по одной оси гироско п, прецессируя, будет терять устойчивость относительно другой оси стабилизации. [c.104]

Указанные недостатки однороторных ГИО устраняются применением спаренных трехстепенных гироскопов (рис. 4.26). Большие vпpaвляющиe моменты, вырабатываемые при передаче кинетичес- [c.105]

Наиболее просто связь осей трехстепенных гироскопов осу-ществляется при помощи цилиндрических шестерен или ленточных передач так, как это показано на рис. 4.27. Этот подвес называют коническим подвесом. Простота такого устройства с точки зрения моханики является очень важным фактором. Гиростабилизатор с коническим подвесом может быть использован при больших углах отклонения кардановых рамок. [c.105]

Пользуясь методом кинестатики [8], приближенные линеаризованные уравнения движения механической системы КА — спаренный трехстепенный гироскоп можно представить в виде [c.105]

Из системы уравнений (4.74) видно, что для спаренных трехстепенных гироскопов характерна перекрестная связь между наружной и внутренней рамками. Поэтому для демпфирования Колебаний КА достаточно установить на гироскопе всего лишь один демпфер. В конструктивном отношении демпфирующее устройство удобнее связать с осями вращения наружных рамок. [c.106]

Возможен вариант ГИО с использованием одного трехстепенного гироскопа в кардановом подвесе переменной структуры. Система с таким исполнительным органом также обеспечивает уп-равление угловым положением аппарата и демпфирование его колебаний относительно трех осей стабилизации. Под переменной структурой карданова подвеса в данном случае следует понимать структуру, способную по программе переходить из трехстепенного гироскопа в двухстепенной и обратно. Очевидно, что такое преобразование возможно, если по осям подвеса установлены аррети-рующие механизмы. [c.106]

В работе [31] физическую природу ослабления усиления момен-та объясняют тем, что рамка гироскопа становится как бы более инерционной. Возможно и другое объяснение этого явления. Наличие упругой податливости кожуха и ротора в плоскости действия пары сил, возникаюш их в результате прецессии двухстепенного гироскопа, превращает двухстепенной гироскоп в диапазоне углов упругих деформаций в трехстепенной. Это означает, что кожух гироскопа, приобретая дополнительную, хотя и ограниченную, степень свободы, становится внутренней рамкой трехстепенного гироскопа, в результате чего получает дополнительную сопротивляемость передачи момента Мкорпусу КА. Если для абсолютно жесткого гироскопа действие момента Л дм равносильно его развороту как обычного твердого тела, то для упругого гироскопа характерна потеря части мощности момента из-за действия гироскопических сил. Эта часть мощности датчика момента бесполезно тратиться, превращаясь в тепловую энергию из-за внутреннего трения в упругих элементах конструкции гироскопа. [c.111]

Дальнейшее повышение эффективности демпфирования колебаний с помощью гироскопов может быть достигнуто, если штангу непосредственно связать -с кожухом двухстепенного или трехстепенного гироскопов. Эти элементы имеют высокие собственные частоты колебаний, а, как известно, постоянная времени демпфирования колебаний уменьшается с увеличением частоты. [c.113]

Возможен вариант закрепления штанги на кожухе трехстепен иого гироскопа. Такая конструктивная схема представлена на рис. 4.32, где 1 — корпус спутника 5 — штанга 4 — кожух гироскопа 3 — наружная рамка карданова подвеса. Предполагается, [c.114]

Рис. 4.32. Комбинированная система с трехстепенным гироскопом

При постоянно действующих возмущающих моментах время работы системы точной стабилизации ограничено, так как ограничены углы поворота штанги и рамок гироскопа в кардановом подвесе. Однако, если сравнивать эту систему с системой угловой стабилизации, исполнительным органом которой является обычный трехстепенной гироскоп (рис. 4.25), то можно убедиться, что ее время насыщения значительно больше. Объясняется это существенным увеличением момента инерции кожуха с ротором в результате закрепления штанги на гироскопе. [c.115]

Рассмотрим некоторые вопросы, связанные с устойчивостью механической системы спутник — трехстепенной гироскоп — штанга в режиме а(ктивной стабилизации. Устойчивость этой системь в режиме гравитационной стабилизации (пассивный полет) очевидна, так как гироскоп при этом выключен (Я = 0) и жестко или упруго заарретиро ван. [c.115]

В активном режиме сигналы с датчиков углов и угловых скоростей после усиления поступают на датчики моментов разаррети-рованного трехстепенного гироскопа. Оценим устойчивость системы стабилизации по одному из каналов, например каналу тангажа, при законе управления [c.115]

Таким образом, в первом приближении как при прямом, так и радиальном управлении КА с помощью трехстепенного гироскопа [c.116]

Необходимость в снятии с гироскопа полезных сигналов, а также в управлении положением ротора требует установки у обычного трехстепенного гироскопа на рамках карданова подвеса датчиков угла (ДУ) и датчиков момента (ДМ). Размещение этих [c.151]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...