Моделирование интегрирующего гироскопа

Министерство образования РФ

Саратовский государственный технический университет

Кафедра "Приборостроение"

Курсовая работа

по курсу

"Системы автоматизированного проектирования и конструирования"

на тему "Моделирование свойств интегрирующего гироскопа"

Выполнил: Поляков А.А.

студент гр. ПБС-41

Проверил: Здражевский Р.А.

Саратов 2003

Содержание

Постановка задачи

Назначение и принцип действия ИГ

Уравнения движения ИГ

Математическое моделирование переходных процессов

Список литературы

Постановка задачи

Цель данной работы - математическое моделирование (с применением ЭВМ) свойств интегрирующего гироскопа (ИГ), а также краткое теоретическое описание его устройства, назначения, принципа действия и особенностей конструкции с приведением уравнений движения.

Под моделированием здесь понимается построение графиков переходных процессов и логарифмических частотных характеристик.

Кроме того, была поставлена задача моделирования не просто отдельного прибора, а системы из трех связанных ИГ, перекрестные связи между которыми были учтены при формировании входных сигналов соответствующих гироскопов.

Назначение и принцип действия ИГ

Интегрирующий гироскоп предназначен для измерения малых углов поворота основания и применяется в качестве чувствительного элемента индикаторно-силового гиростабилизатора, а также в системах стабилизации и управления летательными аппаратами.

Интегрирующий гироскоп представляет собой двухстепенный гироскоп с демпфирующим устройством, которое создает момент сил вязкого трения вокруг оси гироузла.

Демпфирующие устройства бывают пневматическими, жидкостными и электрическими.

Последние реализуются в виде системы с обратной связью, состоящей из датчика угла, усилителя, дифференцирующего звена, датчика момента (рис.1).

Рис.1. Принципиальная кинематическая схема интегрирующего гироскопа.

1 - гиромотор;

2 - рама;

3 - пневматический демпфер;

4 - потенциометрический датчик угла;

5 - датчик момента;

6 - токоподводящее устройство;

7 - арретирующий электромагнит.

Наибольшее распространение получили ИГ с гидростатической разгрузкой опор гироузла, который выполняется в виде поплавковой камеры с гиромотором.

Демпфирующий момент возникает в основном за счет момента сил вязкого трения при движении поплавка в жидкости; зазор между корпусом и поплавком выполняют малым: δ=0.1…0.2 мм. Такие ИГ называют поплавковыми (ПИГ).

Принцип действия ИГ основан на использовании свойств двухстепенного гироскопа, у которого при вращении основания прибора с угловой скоростью Ω_осн возникает гироскопический момент

,

под действием которого гироузел поворачивается относительно корпуса с угловой скоростью .

Демпфирующее устройство создает вокруг оси гироузла момент , где D - удельный демпфирующий момент.

В установившемся режиме измерений гироскопический момент уравновешивается демпфирующим моментом .

При малых β справедливо равенство:

(1)

где U_вых - снимаемое с датчика угла напряжение;

К_ду - крутизна характеристики датчика угла;

i=H/D - передаточное число ИГ;

∆Ψ - угол поворота основания;

h=К_ду Н/D - крутизна выходной характеристики, или чувствительность ИГ.

При анализе погрешностей ИГ необходимо учитывать нестабильность ∆h чувствительности, величина которой зависит от нестабильности кинетического момента ∆Н , удельного демпфирующего момента ∆D , крутизны характеристики датчика угла ∆К_ду и определяется выражением:

(2)

Для достижения стабильности чувствительности в ИГ используют синхронные гистерезисные гиромоторы с системой управления по частоте вращения ротора, обеспечивающей стабильность частоты его собственного вращения на уровне сотых долей процента, прецизионные датчики угла с разрешающей способностью, равной долям угловой секунды, а также применяют специальные меры по повышению стабильности величины удельного демпфирующего момента.

Уравнения движения ИГ

При анализе дифференциальных уравнений движения двухстепенного гироскопа выберем систему координат Оξηζ, связанную с его основанием; Оxyz - систему осей Резаля, связанную с гироузлом и являющуюся системой главных центральных осей инерции ротора и рамки (поплавка).

В начальном положении считаем ; оси Oy (или Oy₁ для платформы гиростабилизатора) и Оζ совпадают. Оси Oy и Ox - соответственно измерительная (входная) и ось (выходная) ИГ.

Воспользуемся уравнениями движения двухстепенного гироскопа и запишем их для ИГ с абсолютной угловой скоростью Ω_осн {Ω_ξ , Ω_η , Ω_ζ } :

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать Курсовые работы по коммуникации и связиМинистерство образования РФ Саратовский государственный технический университет Кафедра "Приборостроение" Курсовая работа по курсу

(3)