Sb96854

Перед началом работы надо, поворачивая ротор двигателя, установить кривошип 3 в такое положение, при котором сигнал датчика угла α поворота маятника будет иметь такое же значение, как и при снятой пружине 2.

Принципиальная электрическая схема установки рис. 5.3.

Рис. 5.3. Принципиальная электрическая схема:

К1, К2, К3 ключи; П3, П4 потенциометры; Г гироскоп; Д – двигатель; К кривошип

Она отличается от схемы, описанной в работе № 4 тем, что в данном случае дополнительно имеются три электрические цепи питания и управления двигателем и цепь сигналов угла поворота кривошипом.

41

4.Программа работы

1.Настройка и регулировка установки.

2.Снятие амплитудно-частотной характеристики маятника при неподвижном роторе гироскопа.

3.Снятие амплитудно-частотной характеристики гиромаятника.

5.Порядок выполнения работы

1. Включить ПК, на рабочем столе ПК запустить программу «Самописец», нажав на соответствующий ярлык. Освободить маятник от пружины устройства, задающего периодический возмущающий момент. Подать на датчик угла α напряжение 27 В. В окне программы «Самописец» убедиться в поступлении сигналов с АЦП, определить величину выходного сигнала датчика. После этого укрепить на маятнике пружины. Поворачивая руками ротор двигателя, установить кривошип так, чтобы показания датчика угла совпадали с его показаниями при снятых пружинах.

Поочередноотклонитьмаятникнапредельныеуглыαиβводнуидругую стороны. Подобрать коэффициент усиления сигналов таким образом, чтобы сигналы датчиков не попали в зону «насыщения». В протокол записать величину перемещения сигнала потенциометрических датчиков.

Результаты настройки поместить в табл. 5.1.

Подать напряжение на двигатель, перемещая рукоятку реостата, оценить диапазон изменения угловой скорости двигателя. Задав двигателю наибольшую скорость вращения, запустить запись показаний с датчиков угла в файл. После проверки обесточить двигатель.

2. Подать напряжение на оба датчика угла. Подать питание на двигатель устройства для задания периодического возмущающего момента. Двигателю задатьнаименьшуюскоростьвращения;одновременнозапуститьзаписьпоказаний датчиков угла. Оценить частоту и угловую скорость вращения криво-

42

шипа с помощью секундомера. Записать несколько периодов колебаний маятника,послечегозаписьостановить.Послеуспокоенияколебаниймаятниказадать двигателю наибольшую скорость вращения, снова записать колебания маятника и оценить угловую скорость и частоту вращения кривошипа двигателя. После окончания записи и успокоения колебаний подобрать такую скорость вращения двигателя, при которой амплитуда колебаний маятника будет увеличиваться во времени.

После окончания записи двигатель остановить.

3. Подать питание на гироскоп. Через 5 10 мин, когда угловая скорость ротора гироскопа достигнет номинального значения, подать питание на датчики углов α и β и на двигатель. Двигателю задать наименьшую скорость вращения.Одновременнозапуститьзаписьпоказанийдатчиковугла. Оценитьчастоту и угловую скорость вращения кривошипа. Записать несколько периодов колебаний маятника, после чего запись остановить. После того как колебания маятника прекратятся, задать двигателю наибольшую скорость вращения, снова записать колебания маятника и гироскопа и оценить значения угловой скорости и частоты вращения кривошипа. После окончания записи и успокоения колебаний, подобрать такую скорость вращения двигателя, при которой амплитуды колебаний будут увеличиваться, снова записать колебания и оценить значения угловой скорости и частоты вращения кривошипа. После окончания записи остановить двигатель, датчики обесточить.

Графики колебаний разметить так, как показано на рис. 5.4. Результаты обработки записей вынужденных колебаний заносятся в

табл. 5.2 и 5.3.

По результатам обработки записей колебаний сферического маятника должны быть сделаны заключения:

1)о влиянии возмущающего момента на изменения углов α и β;

2)о влиянии частоты (периода) изменений возмущающего момента на амплитуды вынужденных колебаний сферического маятника.

Результатыобработкизаписейвынужденныхколебанийгиромаятниказаносятся в табл. 5.3, аналогичную табл. 5.2.

По результатам, приведенным в табл. 5.3, должны быть сделаны выводы:

1)о соотношении амплитуд вынужденных колебаний α и β;

2)о фазовых сдвигах колебаний α и β;

3)о влиянии периода возмущающего момента на амплитуды вынужденных колебаний 0 и 0.

43

Примечание. Среднее значение величин и их дисперсии вычисляется по формулам, приведенным в лабораторной работе № 2.

6. Содержание отчета

Отчет должен содержать:

1.Кинематическую схему гироскопического маятника.

2.Размеченные ленты с записями колебаний.

3.Таблицырезультатовобработкизаписейиграфикизависимостейα(ω)

иβ(ω)амплитудвынужденныхколебанийотчастотывозмущающегомомента.

4.Письменные объяснения полученных результатов.

Список литературы

5.Поновко Л. Г. Введение в теорию механических колебаний. М.:

Наука, 1983.

6.Сайдов П. И. Теория гироскопов. М.: Высш. шк., 1965.

45

46

Боронахин Александр Михайлович, Подгорная Людмила Николаевна, Ткаченко Анна Николаевна, Шалымов Роман Вадимович

Исследование колебательных процессов в гироскопических системах

Учебно-методическое пособие

Редактор Е. А. Ушакова

———————————————————————————

Подписано в печать 16.10.18 Формат 60×84 1/16. Бумага офсетная. Печать цифровая. Печ. л. 2,9.

Гарнитура «Times New Roman». Тираж 78 экз. Заказ 153.

———————————————————————————

Издательство СПбГЭТУ «ЛЭТИ» 197376, С.-Петербург, ул. Проф. Попова, 5

47