CC BY
45
The article considers the task of creating a reference model that describes the desired behavior of the automatic control system, and precedes the synthesis of the controller by the modal control method. The relevance and importance of solving this problem is shown. The analysis of the most common standard polynomials used in the formation of the reference model by the method of standard transitional characteristics is carried out. Dependencies and numerical values are obtained that allow using them in engineering practice for analyzing the quality indicators of a designed system configured for various reference models. Recommendations are given on the formation of a reference model depending on the requirements of the technical specifications and the parameters of the system loop.
Key words: reference model, standard polynomial, modal synthesis, regulator, synthesis.
Pogorelov Maxim Georgievich, candidate of technical sciences, docent, MGPogoreloff@yandex. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Ponitkov Egor Igorevich, postgraduate, tgupuayandex. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Dobarinov Pavel Romanovich, undergraduate, tgupuayandex. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Fedorov Dmitry Viktorovich, undergraduate, tgupuayandex. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Filin Ivan Alekseevich, undergraduate, tgupu@yandex. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 351.383
МОДАЛЬНЫЙ СИНТЕЗ ГИРОСТАБИЛИЗАТОРА ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКИ
М.Г. Погорелов, Е.И. Понитков
Приведена методика синтеза регулятора методом модального управления, обеспечивающая требуемые динамические показатели качества, примененная на примере одноосного гиростабилизатора полезной нагрузки.
Ключевые слова: индикаторный гиростабилизатор, модальный регулятор, модальный синтез.
Стабилизация полезной нагрузки - одна из важных задач в различных областях народного хозяйства. Под стабилизацией в общем случае понимается поддержание или обеспечение требуемого положения контролируемого параметра объекта, например, углового положения объекта в пространстве или его угловой скорости, действующего значения тока, момента и т. д.
В наиболее распространенных системах стабилизации в качестве измерительных устройств применяются гироскопы в сочетании с акселерометрами, магнитометрами, оптическими устройствами и т.д. Такие системы часто в целом называются гироскопическими, а стабилизируемым объектом могут являться гравиметры, фото- и видеокамеры, прицельные устройства и т.д. [1].
Гироскопический стабилизатор (ГС) представляет собой электромеханическую систему, состоящую из подвижной платформы, обеспечивающей вращательную степень свободы по одной из осей; двигателя, обеспечивающего требуемый для стабилизации и управления момент; измерительных устройств, вычислительного блока, выдающего команды двигателю, а также сам стабилизируемого объекта. Пример такого ГС полезной нагрузки (видеокамеры) на базе датчика угловой скорости (ДУС) в виде микромеханического гироскопа (ММГ) и датчика угла в виде микромеханического акселерометра (ММА) приведён на рис. 1, а его функциональная схема - на рис.2.
Принцип работы ГС описывается следующим образом [1]. При появлении возмущающего момента Мвх относительно оси 0( (рис.1) платформа (Пл) вращается со скоростью а) = а, которая является входной (измеряемой) для ММГ. Акселерометр выполняет функцию наклономера и независимо от исполнения (осевой или маятниковый) вырабатывает сигнал, пропорциональный углу наклона а Пл. Выходные сигналы ММА и ММГ в виде напряжений иММА и иммг соответственно поступают в вычислительный блок (ВБ), в котором формируется управляющий сигнал, подаваемый на двигатель стабилизации (ДС). ДС создает момент стабилизации (разгрузки) Мдс = Кхивых (Кх - коэффициент передачи, включающий коэффициент усиления ВБ и коэффициент передачи ДС). Относительно оси стабилизации действует также инерционный момент Аа (А - суммарный момент инерции Пл с установленными на ней элементами и ротором ДС) и момент вязкого трения Ъха (Ьх - удельный момент демпфирования, или иначе - абсолютный коэффициент вязкого трения Пл).
Проектирование ГС осуществляется на основании требований технического задания, определяющего точность стабилизации и показатели качества (динамические: время переходного процесса, перерегулирование; частотные: полоса пропускания, запасы устойчивости по амплитуде и фазе).
Обеспечение требуемых показателей производится коррекцией исходного ГС путем введения в его состав устройств (если система аналоговая - то операционного усилителя, если цифровая - то регулятора в виде программного закона управления, реализуемого в микроконтроллере).
Следует отметить, что многие современные системы автоматического управления (САУ), к которым относится и ГС, конструируются на основе микропроцессорной техники, так как эта техника позволяет реали-
198
зовывать алгоритм управления любой сложности, обеспечивать компактность и простоту САУ [2]. В большинстве случаев такие устройства (регуляторы) синтезируются на основе метода модального управления.
Рис. 1. Одноосный гироскопический стабилизатор видеокамеры (Пл - платформа; ДС - двигатель стабилизации; ВБ - вычислительный блок; ММА - микромеханический акселерометр,
ММГ - микромеханический ДУС)
(1)
Рис. 2. Блок-схема ГС на ММГ
Для применения синтеза модального регулятора требуется сформировать уравнения движения объекта в пространстве состояний, имеющих вид
(х = Ах + Ви; ^У = Сх,
где х - вектор состояния; у - вектор выходных (регулируемых) переменных; и - вектор управляющих воздействий; А - матрица, определяющая динамические свойства объекта управления; В - матрица входа управляющий воздействий; С - матрица выхода.
Для этого вначале запишем уравнения движения ГС в дифференциальной форме относительно оси стабилизации воспользуюсь методом кинетостатики (см. рис.1):
Аа + Ьа = Мвх - Мдс(£/Дус, £/акс), (2)
где А - главный момент инерции, приведённый к оси вращения; Ъ - абсолютный коэффициент демпфирования; Мвх - возмущающий момент; Мдс - момент двигателя; £/дус(о:) - выходное напряжение ДУС; иакс(а) -выходное напряжение акселерометра.
Главный момент инерции А получается в результате сложения всех коллинеарных векторов моментов инерции элементов ГС и приведения их к оси вращения ГС. Абсолютный коэффициент демпфирования Ъ рассчитывается по выбору смазок в трущихся элементах карданова подвеса ГС или получается экспериментально. Возмущающий момент Мвх обусловлен влиянием внешних сил и моментов. Момент двигателя стабилизации Мдс формируется на основании обработанных в ВБ сигналов, поступающих с ДУС и акселерометра. Для рассматриваемой задачи будем считать, что внешние возмущающие моменты отсутствуют, а внутренние определяются действием диссипативных сил в виде момента сил сухого трения, учитываемого как М^дп^сс).
Эти параметры элементов определяются в результате конструкторской работы и по характеристикам готовых изделий. Например, используем для ГС, показанного на рис. 1, следующую элементную базу: безредук-торный датчик момента ДМ-10 в качестве двигателя стабилизации [4], акселерометр А/)ХиОЗ [5], ДУС ММГК-200 [6].
Датчик момента ДМ-10 (рис. 3) представляет собой электрическую машину постоянного тока с возбуждением от постоянного магнита. Предназначен для преобразования электрического сигнала в механический момент. Имеет плоскую конструкцию и низкую частоту вращения (0 - 1000 об/мин.), что позволяет исключить редуктор и упростить управление.
Рис. 3. Датчик момента ДМ-10
Технические характеристики ДМ-10 представлены в табл. 1.
Передаточная функция датчика момента в упрощенном виде может быть описана апериодическим звеном с коэффициентом усиления Кдс, который определяется величиной коэффициента крутизны по моменту, и постоянной времени Тдс, которая вычисляется как отношение индуктивности обмотки к её активному сопротивлению.
200
Для составления структурной схемы приведём размерность крутизны (К) ДМ-10 к системе СИ:
К = 2,6
Кг ■ см
А
= 0,026
Кг ■ м
А
Чтобы получить размерность момента М на выходе в размерности [Н ■ м], используем известное соотношение 1Н = 102 гр = 0,102 кг. Отсюда следует
К 0,026 Кдс ~ 0,102 ~ 0,102
0,255
Н ■ м
А
Постоянная времени Тдс определяется как
т _ L06
Дс _ D Кг
0,013
= 0,00065 [с-1].
1об 20
На основании (3) и (4) получим передаточную функцию ДМ:
Кдс 0,255
Wnc(s) = дс
(3)
(4)
Гдс5 + 1
0,000655 + 1
Технические характеристики ДМ-10
(5)
Таблица 1
Крутизна, кгхсм/А 2,6
Макс.потребляемый ток, А 1,5
Допустимое время прохождения макс.тока, мин 1,5
Электрическое сопротивление обмотки, Ом 20
Индуктивность обмотки, Гн 0,013
Габариты (наружный диаметр, внутренний диаметр, высота), мм 72x26x17
Масса, г 300
Так как микроконтроллер и последующие ЦАП не способны выдавать большие значения токов, требуемых для управления двигателем, используем усилитель мощности. В данном случае возьмём частный случай -усилитель мощности с коэффициентом передачи Кум = 10.
Акселерометр ADXL103. Выходной сигнал акселерометра U является пропорциональным аналоговым напряжением, вычисляющим по зависимости
U (ag) = UCM + K■ ад,
где U - выходной сигнал акселерометра, В; UCM - смещение нуля, В; К -крутизна статической характеристики, B/g; ад - действующее ускорение.
Смещение нуля является выходным напряжением при ускорении 0g. При неподвижном основании ускорение ад является проекцией ускорения свободного падения (lg) на измерительную ось.
В приведенном примере ГС используется микромеханический акселерометр ADXL103 фирмы Analog Devices, технические характеристики которого приведены в табл. 2.
Таблица 2
Характеристики акселерометра ADXL103_
Марка ММА/ ко-личест-во осей чувствительности Характеристика, размерность
Диапазон измерений, g Напряжение питания, В Нелинейность харки, % Плотность шума, WVГц Полоса пропускания, Гц
ADXL103 ±l,7g 0...5 0,3 110 0,5...500
Для расчёта коэффициента передачи акселерометра Какс воспользуемся характеристиками из табл. 2. При использовании акселерометра в качестве наклономера акселерометр измеряет силы реакции опор подвеса чувствительного элемента, равные по модулю проекции силы тяжести на измерительную ось ГС. Очевидно, что при повороте Пл относительно нулевого положения на 90° (л/2) вокруг оси 0( акселерометр выдаст выходное напряжение пропорционально изменению ускорения свободного падения Земли в диапазоне от 0 до
Следовательно, действующее ускорение \g соответсвует уровню напряжения 2,5/1,7 « 1,47[В/1 • д], а коэффициент передачи акселерометра как датчик угла (при наклоне от 0 до 90°)
к =
1,47 'п/2
0,936
В
LpaflJ
Исходя из полосы пропускания акселерометра (примем 80 Гц)
определим постоянную времени
1
Т =
1 акс
80
0,002 [с],
2лу 2л где V - полоса пропускания датчика.
Тогда передаточную функцию акселерометра представим в виде
Wa
акс
, % ^акс
О)
к,
а кс
0,936
TaKCs + 1 0,0025 + 1
(6)
Согласно плотности шума, указанной в табл. 2, рассчитаем параметры шума для его задания в имитационной модели в Simulink. Блок Band-Limited White Noise имеет три параметра: мощность шума (ARW2), период дискретизации и зерно генератора случайных чисел. Зададимся периодом дискретизации в 0,001 с. Значение ARW для акселерометра рассчитаем согласно известной методике [3]:
ARW = S
\LQ
10"
рад
где 5 - спектральная плотность шума; g - ускорение свободного падения.
ДУС серии ММГК-200 [6] предназначен для непрерывного измерения угловой скорости контролируемого объекта по одной оси, ортогональной основанию корпуса. Датчик также обеспечивает измерение температу-
ры внутри собственного корпуса, что позволяет осуществлять термокомпенсацию его показаний. Выполнен в виде компактного устройства в металлическом герметичном корпусе с отверстиями для крепления и разъемом для подключения питания и съема информации. Внешний вид датчика показан на рис. 4, а его технические характеристики - в табл. 3.
Рис. 4. Датчик угловой скорости серии ММГК-1000
Таблица 3
Характеристики ДУС _
Диапазон выходного напряжения, В 0.. .4,8
Время готовности после включения питания, с 0,7
Полоса пропускания по уровню АЧХ -3 дБ, Гц 30-80
Масштабный коэффициент угловой скорости, мВ/(°/с) 8,5
Диапазон измеряемой угловой скорости, % 200
Спектральная плотность шума в рабочей полосе датчика, мВ/д/Гц 1... 1,5
Для составления структурной схемы приведём размерность коэффициента передачи ДУС к системе СИ:
^дус
мВ
7с
0,487
В
рад/
Постоянную времени Т&,с найдём аналогично постоянной времени акселерометра:
1 1
Гдус 2тг V
0,002 [с],
2л ■ 80
где V - полоса пропускания датчика [Гц].
Следовательно, передаточная функция ДУС примет следующий
вид:
^дус(^) =
£/дус00
к
ДУС
0,487
(?)
дус^у ¿00 7^5 + 1 0,0025 + 1 Согласно плотности шума, указанной в табл. 3, рассчитаем параметры шума для создания имитационной модели в \4atlab ЗгтиНпк.
Зададимся периодом дискретизации в 0,001 с. Значение АЯЖ для ДУС рассчитаем как [3]
АЯШ = 5
" мВ " А 'мВ" _ 1,5-71/180 рад/с
лА\ [°/с] 8,5 . л/ГЦ .
0,003078
рад/с
.л/ГЦ.
где 5 - спектральная плотность шума.
Общий момент инерции всех элементов ГС получен с помощью построения его ЗЭ-модели. Главный момент инерции вращающейся части, приведённый к оси вращения, А = 0,000362 [кг ■ м2]. Коэффициент демпфирования Ъ принят равным 0,001 [Н ■ м ■ с] [3].
С учётом (5), (6) и (7) запишем (2) в операторной форме:
(Аб2 + Ьх5)а(» +
к
ДС
Гдс5+ 1
^дус5+Се Т^уС5+ 1
а: (У) +
кя
Ф) =
Следовательно
= М^дп^а^)'). а (б) =
Гдс5 + 1
(ТДС5 + 1 )о2 + Ъх5) + кДС
^дус^+Се
Т 9+1
1 дус ~ х
+
кя
^акс^!
^ X М^дп^а^Б
(8)
Структурная схема ГС, соответствующая уравнению (8), представлена на рис. 5.
Рис. 5. Структурная схема ГС
Опишем данную систему в пространстве состояний. Для этого введем вектор состояния х, размерность которого соответствует порядку объекта управления. В рассматриваемом случае система имеет пятый порядок, и соответственно необходимо ввести пять переменных состояния, по которым должно проводиться регулирование. Физически обладаем только двумя переменными состояния: хз и х/, так как это информация, поступающая с ДУС и акселерометра. Переменную состояния Х5 можно физически получить, добавив токовый контур. Переменные состояния х\ и х^ необходимо привести к выходным сигналам датчиков, пересчитав через выражения, обратные передаточным функциям датчиков.
204
Большинство специалистов рекомендуют понижать порядок синтезируемой системы за счёт пренебрежения звеньями с малыми значениями протекающих динамических процессов, что существенно упрощает расчёт регулятора. Кроме того, в противном случае пришлось бы вводить операции дифференцирования зашумлённых сигналов гироскопов и акселерометров.
Проведём расчёт регулятора методом модального синтеза для системы редуцированного порядка без учёта постоянных времени двигателя, ДУС и акселерометра для обеспечения динамических показателей качества, таких, как время переходного процесса £пп - не хуже 0,1 с, перерегулирование о - не более 5 %, ширина полосы установившегося сигнала Д, принята равной 5 %. У исходного ГС время переходного процесса составляет порядка 2 с.
Сформируем систему линейных дифференциальных уравнений в нормальной форме Коши для получения матриц системы уравнений (1). Введем машинную переменную у =х1/Какс, тогда в соответствии со структурной схемой уравнения ГС в пространстве состояния запишутся в виде
_ ^дус
Х1 — 7 х2>
дус
. _ ^дс^дус КдсКдус ^ КясКяус+Ь+КясСе ^
Хо — И Х-1 Хо.
л л ± л
Тогда матрицы А, В и С пространства состояния
к„
А =
0
Мус Кдус
КдсКдус КдсКдус~^~Ь~^~КдсСе
В =
о
КдсКдус
с =
± о
Ка
А А
Обеспечение требуемых динамических показателей качества осуществляется путем приведения движения системы в пространстве состояний к некой эталонной модели за счет введения регулятора в виде матрицы линейных стационарных обратных связей К по векторам ошибки (для задачи стабилизации вектор ошибок формируется как е = — х). Эталонная модель может быть задана на основе метода стандартных переходных характеристик.
Расчет регулятора может совершаться при наличии у объекта свойств полной управляемости и наблюдаемости (в данном примере система наблюдаема ввиду соответствия векторов состояния объекта сигналам физических датчиков).
Для этого составляется матрица управляемости [2]
U =\В АВ\.
Критерием наличия управляемости является численное соответствие ранга матрицы U порядку объекта управления:
rank(U)= 2.
Назначение матриц эталонной модели проведём на основании стандартного полинома Ньютона, так как этот полином позволяет получить переходный процесс без перерегулирования. Корни этого полинома вещественные и одинаковые и находятся в левой полуплоскости комплексного переменного, что говорит об априорной устойчивости системы.
Нормированный полином Ньютона второго порядка имеет вид
Я (А) = Я2 + 2а)0Л + й)02.
Параметр ш0 определяется следующим образом:
^"ПП
(Оп =
. * > '-пп
г =
Н = |0 1|.
где £пп - время переходного процесса нормированной переходной функции; £пп*- задаваемое для синтеза время переходного процесса.
Время переходного процесса нормированной переходной функции оценивается при а)0 = 1 и равно 4,75 с.
Тогда для требуемого времени переходного процесса
4,75
»0 = ^ = 47,5.
Характеристический полином эталонной системы примет вид /Г (А) = А2 + 95А + 2256,25.
Эталонная модель записывается в пространстве состояний через пару матриц Г и Н. Матрица Г определяется на основе требуемых коэффициентов характеристического полинома И*(А), а матрица Н находится из условия полной наблюдаемости эталонной модели [2]:
0 -2256,25
1 -95
Нахождение управляющих воздействий в виде матрицы линейных стационарных обратных связей К осуществляется на основании замыканий алгебраических уравнений типа Сильвестра
гМ Г — АМ = ВН, I К = -ЯМ-1.
Для этого вначале по первому уравнению системы определяются коэффициенты матрицы преобразования (должна являться неособой 3М-1), а затем на основе второго уравнения определяются искомые коэффициенты обратных связей (можно осуществлять в программах типа МаШсаё).
Тогда матрица К для выбранного ГС
К «|-5,843 0,986|.
Проверочный расчет заключается в сопоставлении требуемого характеристического полинома с характеристическим полином замкнутой системы 0(1). Матрица, определяющая динамические свойства замкнутой синтезированной системы определяется как
И = А - ВК.
206
Тогда характеристический полином замкнутой синтезированной системы
Я (Я) = с!е1:[Л/ - F] = Я2 + 95Л + 2256,4036.
Высокое совпадение коэффициентов полиномов говорит о правильно проведенном синтезе модального регулятора, о том, что исходный объект с учетом модального регулятора соответствует желаемой эталонной модели, составленной на основе полинома Ньютона.
Проведем оценку работы ГС по его имитационной модели, разработанной в пакете \4atlab (БтиНпк) (рис. 6).
При моделировании учтено наличие постоянных времени двигателя, ДУС и акселерометра (неучтенных в процессе синтеза регулятора). Также осуществлен учет квантования уровня сигналов, поступающих с ДУС и акселерометра (имитация преобразований в АЦП-ЦАП), и момент сил сухого трения. В модель также введены блоки ограничения уровней: напряжения питания двигателя (±36 В), диапазона измеряемой ДУС угловой скорости (±200 %), диапазона измеряемого ускорения (±1,7 g).
Графики переходного процесса при отработке углового положения платформы на 10 градусов от заданного горизонтального (0 градусов) приведены на рис. 7.
Рис. 6. Имитационная модель ГС с модальным регулятором в виде обратных связей с коэффициентами К\ и К2
В результате анализа графиков, приведённых на рис. 7, очевидно, что цель модального синтеза достигнута, то есть ГС скорректирован, и переходный процесс (график 1) с высокой точностью соответствует желаемому переходному процессу (график 2). Время переходного процесса составило порядка 0,09 с, перерегулирование отсутствует. Наличие колебаний в установившемся режиме обусловлено наличием момента сил сухого трения в опорах подвеса платформы ГС и шумом датчиков. При выбран-
207
ном в процессе моделирования Мтр = 0,001 [Нм] и принятых параметрах шума датчиков значение ошибки установившегося сигнала составило порядка 6 угловых минут.
\__. 1
V— 2
О 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4
Время,с
Рис. 7. Графики переходного процесса: 1 - ГС с модальным регулятором; 2 - эталонная модель
На рис. 8 приведен график напряжений, подаваемых на ДМ. При настройке на требуемое временя переходного процесса может возникать ситуация, когда напряжения превышают физически возможные для выбранного двигателя стабилизации значения, что приведет к работе в предельных режимах и возможной потере работоспособности. С точки зрения отработки заданного углового положения это приведет к ухудшению динамических характеристик ГС.
10 I-т-т-1-т-1-.-.-
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4
Время,с
Рис. 8. Графики напряжений, подаваемых на ДМ
Очевидно, что напряжения не превышают предельных для данного ДМ значений и управление происходит согласно рассчитанной модели.
Таким образом, в статье приведена методика синтеза регулятора методом модального управления, обеспечивающая требуемые динамические показатели качества, примененная на примере одноосного гиростаби-лизатора полезной нагрузки. Проведенное имитационное моделирование работы ГС с учетом синтезированного регулятора, паспортных значений параметров выбранной элементной базы, момента сил сухого трения, ограничителей по напряжениям в цепи управления ДМ, диапазону измерения ДУС и акселерометра, квантования по времени и уровню позволило оценить точность и качество отработки гиростабилизатором заданного углового положения.
Установлено, что редуцирование (понижение порядка) системы при синтезе регулятора влияет незначительно (расхождение с эталонной моделью составило не более 2 %), что сокращает трудоемкость проводимого синтеза. Использование современных средств численного расчета позволяет, однократно реализовав алгоритм синтеза регулятора, осуществлять перерасчет его значений при изменении параметров рассматриваемого объекта или выбранной эталонной модели практически мгновенно.
Список литературы
1. Распопов В.Я. Теория гироскопических систем. Гиростабилиза-торы. Тула: Изд-во ТулГУ, 2016. 388 с.
2. Синтез систем автоматического управления методом модального управления / В.В. Григорьев, Н.В. Журавлёва, Г.В. Лукьянова, К. А. Сергеев. СПб: СПбГУ ИТМО, 2007. 108 с.
3. Матвеев В.В. Инерциальные навигационне системы: учеб. пособие. Тула: Изд-во ТулГУ, 2012. 199 с.
4. Технические характеристики ДМ-10 / ЗАПАДПРИБОР. [Электронный ресурс]. URL: https://zapadpribor.com/dm-10-datchik/ (дата обращения: 10.03.2019).
5. Технические характеристики ADXL103 / ANALOG DEVICES [Электронный ресурс]. URL: https://static.chipdip.ru/lib/301/ doc00030 146 3.pdf (дата обращения: 10.03.2019).
6. Технические характеристики ММГК-200 / Лаборатория Микроприборов. [Электронный ресурс]. URL: https://www.mp-lab.ru/ kopiya-gkv-10-2 (дата обращения: 10.03.2019).
Погорелов Максим Георгиевич, канд. техн. наук, доцент, MGPogore-loff@yandex. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Понитков Егор Игоревич, аспирант, ponitkove@gmail. com, Россия, Тула, Тульский государственный университет
MODAL SYNTHESIS OF GYROSTABILIZER PAYLOAD M.G. Pogorelov, E.I. Ponitkov
The article presents the method of synthesis of the regulator, the modal control method that provides the required dynamic quality indicators, using the example of a uniaxial gyrostabilizer payload.
Key words: indicator gyrostabilizer, modal controller, modal synthesis.
Pogorelov Maxim Georgievich, candidate of technical sciences, docent, MGPogore-loffayandex. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Ponitkov Egor Igorevich, postgraduate, ponitkoveagmail. com, Russia, Tula, Tula State University
УДК 529.17.06
МЕТОД РАСЧЕТА ИНЕРЦИОННЫХ МОМЕНТОВ УПРАВЛЯЕМЫХ ГИРОСТАБИЛИЗАТОРОВ ЛИНИИ ВИЗИРОВАНИЯ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЙ ПРИНЦИП «НАВЕДЕНИЕ - СТАБИЛИЗАЦИЯ»
В.И. Родионов
Рассматриваются инерционные моменты, действующие по осям наружного карданова подвеса двухосного управляемого гиростабилизатора, работающего в режиме наведения линии визирования на качающемся основании. С учетом принципа «наведение - стабилизация» разработана методика расчета и получены аналитические выражения для инерционных моментов гиростабилизатора, учитывающие ускорения Кориолиса, вызванные совместным действием угловых скоростей наведения и качки основания.
Ключевые слова: гироскопические стабилизаторы, наведение, инерционные моменты.
В гироскопических системах стабилизации и наведения линии визирования (ЛВ) оптико-электронных приборов (ОЭП), построенных на базе двухосных управляемых гироскопических стабилизаторов (УГС), выбор исполнительных двигателей (ИД) и оценка динамических погрешностей наведения ЛВ в значительной степени определяются моментами инерции ОЭП и рамок карданова подвеса несущего его УГС [1]. Заметим, что при анализе и синтезе динамики УГС, работающего в системах наведения ЛВ на подвижном основании, необходимо иметь в виду, что принцип стабилизации, обычно используемый при исследовании динамики УГС, можно применять только при малых скоростях наведения, когда его погрешности
210
