Своим появлением и последующим развитием прикладная гироскопия обязана задачам навигации. И до сегодняшнего дня основной областью применения гироскопических приборов являются системы управления различного рода подвижных объектов: судов, самолетов, спутников, ракет и т.п. Как известно, управление подвижным аппаратом включает две задачи: задачу управления движением около центра масс (задачу ориентации и стабилизации объекта) и задачу управления движением центра масс (навигационная задача). Основными источниками информации для решения обеих задач и являются гироскопические приборы и устройства.
В составе систем управления ориентацией и стабилизации объектов гироскопические устройства обеспечивают:
- построение системы координат, относительно которой требуется знать ориентацию объекта,
- измерение углов, характеризующих ориентацию объекта,
- измерение составляющих угловой скорости объекта.
В составе систем навигации подвижных аппаратов гироскопические устройства решают задачи:
- построения системы координат, в которой решается навигационная задача - счисление скорости и координат объекта;
- измерение составляющих линейной скорости (или ускорения) объекта в упомянутой выше системе координат.
При этом следует отметить, что задачи построения системы координат, о которых говорилось выше, могут решаться гироскопическим устройством либо непосредственно, т.е. путем физической реализации требуемых направлений, либо косвенно, путем выдачи в систему управления информации, по которой ориентация требуемых направлений относительно объекта может быть вычислена аналитически (как это делается в так называемых бескарданных инерциальных системах навигации).
Под гироскопическим прибором далее понимается электронно-механическая система, работа которой использует только гироскопические эффекты. Под гироскопическим же устройством понимается система, которая помимо гироскопа содержит дополнительные источники информации о внешних физических полях, что необходимо для решения системой возложенных на нее задач. Таким образом, гироскопическое устройство - более широкое понятие, чем гироприбор. Впрочем, указанное деление имеет лишь методическое значение.
Основным элементом любого гироприбора является гироскоп в кардановом подвесе. Помимо гироскопа в состав гироприбора, как правило, входят устанавливаемые на оси карданова подвеса датчики углов и датчики моментов. Последние представляют собой электромеханические устройства, построенные по схеме обычного двигателя. Они предназначены для создания моментов на гироскоп, пропорциональных подаваемым на датчики сигналам, и тем самым - для управления движением гироскопа. Кроме того, для обеспечения функционирования прибора, преобразования его входной и выходной информации, формирования требуемых законов управления в состав прибора входят электронные блоки, состав и назначение которых определяется назначением самого гироприбора. Питание гироприбора осуществляется от источника электроэнергии, который, как правило, в состав гироприбора не входит.
Гироскопические устройства помимо перечисленных элементов включают, как отмечалось, дополнительные, не гироскопические измерители (приборы), необходимые для выполнения устройством своих функций. В частности, большое число гироскопических устройств включают в свой состав датчики местного горизонта (вертикали) и акселерометры. Это связано с тем, что для управления подвижными объектами в большом числе случаев требуется построить систему координат, связанную с местным горизонтом. Построить же плоскость местного горизонта гироскоп не способен.
В связи с отмеченным представляется целесообразным кратко остановиться на упомянутых датчиках горизонта (вертикали) и акселерометрах.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.