2.2.3. Принцип силовой гироскопической стабилизации

Для стабилизации гироплатформы в пространстве в системе применяются три двухстепенных интегрирующих гироскопа, выполняющие функции датчиков в контуре силовой гироскопической стабилизации.

Принцип работы силовой гироскопической стабилизации состоит в компенсации внешних возмущающих моментов, действующих на гироплатформу, стабилизирующими двигателями, установленными на рамах карданова подвеса курсовертикали. Управление стабилизирующим двигателем осуществляется через усилитель по сигналам датчика угла, установленного на оси прецессии гироскопа, который фиксирует малые угловые отклонения гироскопа, вызываемые внешними возмущающими воздействиями.

Принципиальная схема контура силовой гироскопической стабилизации по вертикальной () оси гироплатформы приведена на рис. 2.4.

Рис. 2.4. Принципиальная схема контура силовой гироскопической стабилизации гироплатформы по оси

При возникновении внешнего возмущающего момента гироскоп начнет прецессировать, поворачиваясь вокруг вертикальной оси с угловой скоростью , при этом возникает гироскопический момент по оси прецессии гироскопа 3Г, направленный в сторону, противоположную внешнему возмущающему моменту и равный

, (2.7)

где – кинетический момент гироскопа.

Гироскопический момент в первое мгновение компенсирует возмущающий момент и ось стабилизации сохраняет первоначальное положение. В дальнейшем, при повороте гироскопа вокруг оси прецессии на некоторый угол с датчика угла ДУ-14 гироскопа на корректирующий фильтр поступает сигнал, который после усиления подается на двигатель силовой разгрузки – датчик момента ДМ-10, установленный на вертикальной оси. Последний развивает момент стабилизации , направленный в сторону, противоположную внешнему возмущающему моменту. Таким образом, в дальнейшем, внешний момент уравновешивается суммой гироскопического и стабилизирующего моментов, а гироплатформа сохраняет свое первоначальное положение в азимуте относительно инерциального пространства, или точнее, будет отклонена на небольшой угол, определяемый порогом чувствительности гироскопа и всего контура силовой стабилизации.

Работа системы силовой гироскопической стабилизации по горизонтальным осям (осям крена и тангажа) отличается от описанной выше лишь тем, что сигналы разгрузки на датчики момента подаются через преобразователь координат, преобразующий усиленные предварительными усилителями сигналы с датчиков угла горизонтальных гироскопов в зависимости от угла поворота гироплатформы относительно вертикальной оси.

2.2.4. Принцип работы каналов тангажа и крена

По принципу работа каналов крена и тангажа идентична.

В системе предусмотрено два режима работы этих каналов:

– режим интегральной коррекции;

– режим радиальной коррекции.

Режим интегральной коррекции

В этом режиме на гироскопы 1Г и 2Г накладываются моменты, пропорциональные интегралам от измеренных горизонтальных составляющих абсолютного ускорения, чем и обеспечивается интегральная коррекция гироплатформы.

Контур коррекции гироплатформы по каждой из осей () представляет собой замкнутую систему, содержащую акселерометр и два последовательно соединенных интегрирующих звена, одним из которых является интегратор, а другим – гироскоп. Такая замкнутая система моделирует физический маятник с периодом колебаний Шулера, равным 84,4 мин, что обеспечивается выбором коэффициентов передачи каждого из звеньев (акселерометра, интегратора и гироскопа) из условия равенства их произведения величине .

Функциональная схема интегральной коррекции гироплатформы по оси () приведена на рис. 2.5.

Сигнал с датчика акселерометра 1А (2А), усиленный усилителем 1УА (2УА), поступает на интегратор 1БИ (2БИ) блока коррекции БК-20 серия 1. Выходной сигнал интегратора, пропорциональный составляющей абсолютной угловой скорости движения самолета по соответствующей оси, поступает на датчик момента гироскопа 1Г (2Г).

При действии по оси прецессии момента, развиваемого датчиком момента 1ДМ (2ДМ), гироскоп вместе с платформой начинает прецессировать вокруг соответствующей оси. Таким образом, обеспечивается управление пространственным положением платформы по сигналам, пропорциональным составляющим абсолютной угловой скорости движения самолета.

Для создания прецессии гироплатформы с угловыми скоростями , используются датчики момента ДМ-9, напряжение на которые поступает с выхода усилителя 1УДМ (2УДМ), преобразующего поступающее на его вход напряжение постоянного тока с потенциометра R6 1БИ (2БИ). Последовательно с обмоткой датчика момента на выходе 1УДМ (2УДМ) подключено сопротивление , обеспечивающее глубокую отрицательную обратную связь и требуемую точность работы датчика момента с усилителем.

Рис. 2.5. Схема функциональная интегральной коррекции гироплатформы по оси ()

Режим радиальной коррекции

Функциональная схема радиальной коррекции приведена на рис. 2.6.

Рис. 2.6. Схема функциональная канала тангажа (крена) в режиме радиальной коррекции

В режиме радиальной коррекции сигнал с датчика 1А (2А) акселерометра поступает на усилитель датчика моментов 1УДМ (2УДМ) и затем на датчик момента 1ДМ (2ДМ) гироблока 1Г (2Г), который заставляет гироплатформу с акселерометрами прецессировать вокруг соответствующей оси к положению, перпендикулярному вектору, равному сумме векторов ускорения силы тяжести и ускорения, вызванного изменением величины и направления скорости движения самолета, т.е. к положению кажущейся вертикали. Поэтому с целью уменьшения погрешности системы в определении вертикали рекомендуется пользоваться режимом радиальной коррекции только в условиях равномерного прямолинейного полета. В этом случае выбранный коэффициент усиления усилителя 1УДМ (2УДМ) обеспечивает необходимое напряжение на датчике моментов 1ДМ (2ДМ), пропорциональное составляющей абсолютной угловой скорости движения самолета, при этом гироплатформа отклоняется от плоскости горизонта в пределах ±10´.