Трехосный гиростабилизатор (ТГС) предназначен для пространственной стабилизации какой-либо нагрузки. Вместе с тем он, как правило, используется для определения углов ориентации объекта относительно системы координат, которую строит ТГС и которая реализуется в нем так называемой гиростабилизированной платформой (ГСП).
Возможны две схемы построения ТГС: с использованием трех двухстепенных гироскопов и с использованием двух трехстепенных гироскопов. Принципиальных различий в этих схемах нет; ниже, для конкретности, рассматривается первая из них. Она изображена на рис.30. Схема включает ГСП в трехстепенном кардановом подвесе, на каждой оси которого размещены датчик угла и двигатель. Заметим, что изображенная на рисунке ориентация ТГС на объекте является одной из шести возможных; выбор той или иной ориентации определяется условиями работы ТГС, в частности, условием исключения "складывания" рамок (см. раздел 1.5). Датчики углов ДУy, ДУJ , ДУg выдают в систему управления углы разворота объекта, двигатели Двy, ДвJ, Двg работают в контурах разгрузки. На ГСП расположены гироскопы
с датчиками углов прецессии и датчиками моментов (как и в двухосном гиростабилизаторе) и нагрузка. В качестве последней могут выступать измерители параметров линейного движения (акселерометры, гироинтеграторы линейных ускорений и др.), различного рода датчики. На рис.30 в качестве нагрузки указаны акселерометры Аx, Аh, Аz.
Нетрудно видеть, что как и в случае двухосного гиростабилизатора, ТГС можно рассматривать как конструктивное объединение трех ОГС, рамки которых реализуются единым элементом - ГСП. Поэтому работа ТГС принципиально не отличается от работы двухосного гиростабилизатора. Единственное различие, которое следует отметить, состоит в том, что при развороте ГСП вокруг внутренней оси y двигатели ДвJ и Двg работают каждый по двум осям - J и g. По этой причине в состав электронных блоков включается преобразователь сигналов - синусно-косинусный преобразователь выходных сигналов датчиков углов прецессии гироскопов Гx и Гh, "развязывающий" каналы J и g.
ТГС может работать в двух режимах. Первый из них предусматривает сохранение гироплатформой в процессе движения объекта той ориентации, которая ей придана в начальный момент. Этот режим называется инерциальным. При этом на датчики моментов гироскопов в полете не подается никаких сигналов и ГСП реализует инерциальную систему координат. Такой режим используется, например, в системах навигации баллистических ракет.
Второй режим предусматривает подключение акселерометров Аx и Аh через интегрирующие электронные звенья ко входам датчиков моментов гироскопов Гh и Гx соответственно. Тем самым реализуется режим шулеровской настройки и ГСП строит местную горизонтальную систему координат (точно так же, как гирогоризонт с шулеровской коррекцией). При этом составляющая абсолютной скорости ГСП в направлении вертикали равна нулю, т.е. в азимуте ГСП работает как ГПК. Такой режим используется в системах навигации самолетов, судов.
В заключение следует отметить, что ТГС является одним из тех гироскопических устройств, которые широко применяются в системах управления различного рода объектов.
Что касается приведения ГСП в плоскость горизонта или определения ее положения относительно горизонта, то эта задача довольно легко решается с помощью устанавливаемых на ГСП акселерометров или других аналогичных по назначению датчиков.
Более сложно решается задача определения азимута ГСП, т.е. угла между направлением на Север и направлением оси h ГСП (система координат xhz, реализуемая ГСП, показана на рис.30). Существуют следующие способы решения этой задачи.
Первый способ предусматривает использование датчика ДУy при предварительно отгоризонтированной ГСП и при знании азимутальной ориентации объекта. Но определение азимута объекта - тоже достаточно сложная задача.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.