Навигационные системы. Часть 1. Гироскопические приборы и устройства навигационных систем: Учебное пособие, страница 36

Если  исключить из схемы ДМb,  то нетрудно видеть,  что в таком виде схема ГО совпадает со схемой маятникового  гирокомпаса. При этом роль маятника играет контур "ДУb   - электронное звено 1-ДМa".

Поскольку система координат   xhz     вместе  с ГО вращается вокруг оси    h с угловой скоростью wo - орбитальной угловой скоростью, то в направлении этой скорости и будет ориентироваться вектор  . Плоскость  же  внешней рамки ГО будет совпадать с плоскостью орбиты, и с ДУy  в  систему  управления будет поступать курсовой угол (с обратным знаком, если он отсчитывается в том же направлении, что и угол  a).

Контур "ДУb -электронное звено 2-ДМb" на  первый  взгляд представляется контуром межрамочной коррекции.  В действительности же  его роль состоит в демпфировании колебаний маятникового гирокомпаса.  Для того,  чтобы убедиться в этом, запишем уравнения моментов для ГО в проекции на промежуточную ось подвеса и на ось  z. При этом ограничимся рамками прецессионной теории и будем полагать углы  a и  b     малыми.

Здесь    uzub    - проекции угловой скорости основания ГО на ось  z  и промежуточную ось подвеса соответственно; К1, К2 - коэффициенты усиления электронных звеньев 1 и 2  соответственно;   Mврa, Mврb  - вредные моменты, действующие по внешней и  промежуточной осям подвеса соответственно.  Из этой системы вытекает следующее уравнение для a

    (67)

(при выводе этого уравнения учитывалось, что  К1 выбирается так, что К1/Н>>w0). При отсутствии движения основания ГО и вредных моментов уравнение (67) имеет очевидное решение  a = 0, которое и соответствует ориентации вектора  в направлении орбитальной угловой скорости. Из вида левой части (67) с очевидностью вытекает отмеченная выше роль контуров с ДМa и ДМb, а правая часть (67) выявляет источники части основных погрешностей ГО. Кроме них на точность влияет ошибка совмещения внешней оси подвеса с вертикалью и  некоторые  другие  менее  значимые факторы. Суммарная  погрешность ГО составляет несколько угловых минут.

10.3. Гиродин

Гиродин - гироприбор, предназначенный для создания управляющих моментов и парирования вредных моментов, действующих на КЛА. Он представляет собой (рис.51) двухстепенной астатический гироскоп,  на  оси подвеса которого установлены датчик момента ДМ и датчик угла ДУ.

При действии на КЛА момента, перпендикулярного оси подвеса и составляющего с вектором  угол   d¹0, гироскоп прецессирует, стремясь совместить вектор  с вектором   действующего момента .

При этом возникает гироскопический момент,  уравновешивающий внешний,  вследствие чего КЛА  сохраняет  свою ориентацию.  Продолжается  это до тех пор,  пока  не совместится с М.  (Точно так же, как описывалось выше, работает ОГС при  отключенном контуре разгрузки).

Понятно, что,  например, гиродин,  изображенный на рис.51 и предназначенный для создания момента вокруг оси  z1,  будет эффективно парировать вредный момент по этой оси до тех пор, пока   |b|<50-60 град. Для контроля этого угла в схеме предусмотрен  датчик ДУ   , и при достижении углом   значения, близкого к ±90 град,  системой управления  КЛА  производится  операция, именуемая разгрузкой. Она заключается в том, что с помощью активных двигателей создается момент по оси  z1,  действующий  на КЛА и гиродин,  благодаря которому накопленный угол   b  отрабатывается. Нетрудно понять,  что схема разгрузки та же, что и в ОГС, но  разгрузка производится   не  постоянно,  а   эпизодически, по   мере   накопления угла   b . Так гиродин парирует вредные моменты, действующие на КЛА.

При работе же в режиме управления движением гиродин  создает момент, действующий на КЛА. Для этого на ДМ подается сигнал; под действием развиваемого ДМ момента МДМ    гироскоп  прецессирует вокруг  оси   z1.  При этом,  если момент инерции КЛА вокруг оси  z1 мал, то в эту прецессию вовлекается и КЛА. Если же момент  инерции не мал,  то реакцией КЛА при воздействии на него гироскопа при прецессии пренебрегать нельзя.  А эта реакция - момент  по  оси  z1   - приводит к развороту гироскопа  по углу  b, вследствие которого возникает прилагаемый к КЛА гироскопический момент Мг.