×
29.04.2019
219.017.424a

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПОДВЕСОМ РОТОРА ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ГИРОСКОПА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к гироскопической технике, а именно к способам управления подвесами роторов электростатических гироскопов (ЭСГ), которые используются для высокоточного измерения навигационных параметров движущихся объектов. Способ заключается в том, что вначале при взвешивании ротора вдоль каждой из осей подвеса преобразуют величину смещения ротора из центра подвеса в эквивалентную величину электрического напряжения, которое подвергают операции дифференцирования. Величину результата складывают или вычитают из величины постоянного опорного напряжения, затем усиливают величины двух напряжений и подают их на соответствующие силовые электроды подвеса. После взвешивания ротора в подвесе создают временную паузу, после окончания которой результат операции дифференцирования электрического напряжения подвергают операции интегрирования. Изобретение позволяет взвешивать ротор без возбуждения подвеса, при этом обеспечивается расположение ротора точно в центре между силовыми электродами, что повышает точность гироскопа.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к гироскопической технике, а именно к способам управления подвесами роторов электростатических гироскопов (ЭСГ), которые используются для высокоточного измерения навигационных параметров двигающихся объектов.

Известен резонансный способ управления подвесом ротора ЭСГ (см. П.И.Малеев. Новые типы гироскопов. - Л.: Судостроение, 1971, стр.17). Элементами подвеса при этом является емкость силового электрода и индуктивность катушки, которые образуют последовательный резонансный контур. При этом запитывается контур переменным синусоидальным напряжением с частотой, превышающей резонансную частоту резонансного контура. В случае увеличения расстояния от ротора до силового электрода уменьшается емкость силового электрода, возрастает резонансная частота контура, растет амплитуда переменного напряжения на силовом электроде, растет сила, действующая со стороны электрода на ротор, и ротор возвращается в первоначальное положение, таким образом, подвес ротора осуществляется автоматически.

Недостатком такого способа является малая точность поддержания положения ротора в подвесе, зависящая от величины добротности резонансного контура.

Известен способ управления подвесом ротора ЭСГ (см. там же, стр.15), согласно которому преобразуют смещение ротора из центра подвеса в постоянное напряжение, производят частотную коррекцию полученного напряжения для создания опережения по фазе, усиливают результат коррекции, затем складывают результат усиления с опорным напряжением. Результат сложения подают на один силовой электрод подвеса, также результат усиления вычитают из опорного напряжения и результат вычитания подают на другой силовой электрод подвеса.

Недостатком такого способа является наличие операций сложения и вычитания высоковольтных напряжений, которые подают на силовые электроды. Данные напряжения составляют по величине 1-2 кВ, что трудно реализовать на современной электронике.

Известен способ управления подвесом ротора ЭСГ (см. Теория и применение электромагнитных подвесов. - М.: Машиностроение, 1980, стр.51, 52, 245), согласно которому вдоль каждой из осей подвеса преобразуют смещение ротора из центра подвеса в электрическое напряжение. Напряжение для обеспечения опережения по фазе подвергают операции дифференцирования. Результат складывают или вычитают из постоянного опорного напряжения. Результат сложения усиливают и подают на один силовой электрод, а результат вычитания усиливают и подают на другой силовой электрод.

Недостатком такого способа является зависимость положения ротора в подвесе от величины и направленности действия внешнего ускорения (силы тяжести). При смещении ротора меняются моменты сил, действующие на ротор, ухудшается точность гироскопа.

Заявляемое изобретение решает задачу создания способа управления подвесом ЭСГ, которое обеспечивает повышение точности гироскопа.

Для решения поставленной задачи предлагается способ управления подвесом ЭСГ, согласно которому вначале при взвешивании ротора вдоль каждой из осей подвеса преобразуют величину смещения ротора из центра подвеса в эквивалентную величину электрического напряжения, которое подвергают операции дифференцирования, при этом величину результата дифференцирования складывают или вычитают из величины постоянного опорного напряжения, затем усиливают величины двух два напряжений и подают их на соответствующие силовые электроды подвеса и вводится последовательность действий, согласно которой после взвешивания ротора в подвесе создают временную паузу, после окончания которой результат операции дифференцирования электрического напряжения подвергают операции интегрирования.

Техническим результатом заявляемого изобретения является обеспечение взвешивания без возбуждения подвеса, а при работающем подвесе обеспечение астатизма, когда положение ротора в подвесе не зависит от величины и направления действия внешнего ускорения.

Работа по предложенному способу происходит следующим образом.

Вначале при взвешивании ротора по каждой оси подвеса определяют в виде электрического напряжения величину смещения ротора из среднего положения между силовыми электродами подвеса, причем знак полученного напряжения определяет смещение ротора в направлении оси или против нее. Затем полученную величину напряжения подвергают операции дифференцирования для создания опережения по фазе, что обеспечивает устойчивость системе управления подвесом.

После чего величину результата дифференцирования складывают с опорным напряжением, величина которого больше максимально возможного значения напряжения дифференцирования. Затем усиливают результат сложения. Полученное высоковольтное напряжение подают на силовой электрод подвеса.

Кроме того, результат дифференцирования вычитают из опорного напряжения. Затем усиливают результат вычитания. Полученное усиленное напряжение подают на другой силовой электрод подвеса.

При этом замыкается отрицательная обратная связь в подвесе, когда при начальном смещении ротора из центра подвеса создают напряжения на силовых электродах подвеса, которые перемещают ротор в центр подвеса. При нахождении ротора в центре подвеса напряжения на силовых электродах равны между собой при условии отсутствия внешнего ускорения, действующего вдоль этой оси подвеса.

Однако в условиях воздействия на подвес внешнего ускорения (силы тяжести) ротор смещается из центра подвеса на такую величину, при которой создают на силовых электродах не равные между собой напряжения, разница которых компенсирует внешние ускорения.

Смещение ротора из центра создает уводящие моменты, действующие на ротор, что снижает точность работы гироскопа. Однако взвешивание ротора из начального положения на упорах в центр подвеса происходит плавно без возбуждения, без ударов о противоположные упоры.

После окончания процесса взвешивания ротора в течение определенного промежутка времени (паузы) в подвесе заканчиваются переходные процессы. После окончания паузы начинают дополнительно производить операцию интегрирования над результатом операции дифференцирования. Причем интегрирование производят в диапазоне частот на порядок меньших, чем операции дифференцирования. В результате чего после операции интегрирования образуют постоянный сигнал, с помощью которого на силовых электродах создают постоянную разницу напряжений, которая компенсирует действующее на подвес постоянное внешнее ускорение. При этом ротор перемещают в центр подвеса. При нахождении ротора в центре подвеса уводящие моменты, действующие на ротор, минимизируются.

Включение операции интегрирования одновременно с началом процесса взвешивания ротора часто приводит к самовозбуждению подвеса, при котором ротор ударяется об упоры, расположенные равномерно по всей поверхности сферы подвеса с целью недопущения касания ротора силовых электродов. Возбуждение подвеса происходит за счет сочетания низкочастотных свойств операции интегрирования и ограничения упорами диапазона свободного перемещения ротора.

При ударах об упоры ротор в вакуумной камере гироскопа могут появляться продукты износа как ротора, так и упоров и, как следствие, нестабильность электрического заряда ротора. Поэтому в заявляемом способе вводят паузу между началом взвешивания ротора и началом операции интегрирования. В результате чего взвешивание ротора осуществляют плавно без возбуждения, а при последующем включении операции интегрирования повышают точность гироскопа путем размещения ротора в центре подвеса.

Способуправленияподвесомротораэлектростатическогогироскопа,согласнокоторомувначалепривзвешиваниироторавдолькаждойизосейподвесапреобразуютвеличинусмещенияротораизцентраподвесавэквивалентнуювеличинуэлектрическогонапряжения,котороеподвергаютоперациидифференцирования,величинурезультатадифференцированияскладываютсопорнымнапряжением,величинакоторогобольшемаксимальновозможногозначениянапряжениядифференцирования,усиливаютрезультатсложения,полученноевысоковольтноенапряжениеподаютнасиловойэлектродподвеса,крометого,результатдифференцированиявычитаютизопорногонапряжения,усиливаютрезультатвычитанияиполученноеусиленноенапряжениеподаютнадругойсиловойэлектродподвеса,отличающийсятем,чтопослевзвешиванияроторасоздаютвременнуюпаузу,втечениекоторойвподвесезаканчиваютсяпереходныепроцессы,послеокончаниякоторойрезультатоперациидифференцированияподвергаютоперацииинтегрирования,причемчастотыдиапазона,вкоторомпроизводятинтегрирование,напорядокменьше,чемпридифференцировании,врезультатечегообразуютпостоянныйсигнал,спомощьюкоторогонасиловыхэлектродахсоздаютпостояннуюразницунапряжений,котораякомпенсируетдействующеенаподвеспостоянноевнешнееускорение.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 18 items.
01.03.2019
№219.016.cb9d

Способ определения положения ротора микромеханического гироскопа по оси возбуждения первичных колебаний

Изобретение относится к области микромеханики, в частности к микромеханическим гироскопам (ММГ) вибрационного типа. Способ заключается в измерении выходного сигнала емкостного датчика, образованного подвижной массой и электродами, расположенными по оси измерения выходного сигнала гироскопа,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002319928
Дата охранного документа: 20.03.2008
01.03.2019
№219.016.cd21

Микромеханический гироскоп вибрационного типа

Изобретение относится к приборам, измеряющим угловую скорость, в частности, к микромеханическим гироскопам (ММГ). ММГ вибрационного типа содержит две пары электродов по оси вторичных колебаний, одна из которых является измерительной, другая - силовой, устройство возбуждения первичных колебаний,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002301970
Дата охранного документа: 27.06.2007
11.03.2019
№219.016.dafc

Способ управления подвесом ротора электростатического гироскопа

Изобретение относится к гироскопической технике, а именно, к способам управления подвесами роторов электростатических гироскопов (ЭСГ), которые используются для высокоточного измерения навигационных параметров движущихся объектов. Способ заключается в том, что вдоль каждой из осей подвеса...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002327954
Дата охранного документа: 27.06.2008
15.03.2019
№219.016.e02a

Микромеханический вибрационный гироскоп

Изобретение относится к области точного приборостроения и может быть использовано при создании таких средств измерения угловой скорости движения основания, как вибрационные гироскопы. Гироскоп содержит основание, инерционный диск, имеющий одинаковую толщину и закрепленный на основании с помощью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002289788
Дата охранного документа: 20.12.2006
29.04.2019
№219.017.3ee5

Бесконтактный моментный электродвигатель

Изобретение относится к электротехнике, а именно к бесконтактным моментным электродвигателям с постоянными магнитами (БМЭД). Технический результат заключается в повышении моментных характеристик и энергетических показателей, упрощении конструкции и технологии ее изготовления, повышении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002285322
Дата охранного документа: 10.10.2006
29.04.2019
№219.017.4100

Интерфейсное устройство для микромеханического гироскопа

Изобретение относится к микромеханическим датчикам скорости вращения, в которых используется эффект Кориолиса, в частности к микромеханическим гироскопам вибрационного типа. Интерфейсное устройство содержит трансрезистивные усилители, входы которых соединены с противоположными электродами, два...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002314495
Дата охранного документа: 10.01.2008
29.04.2019
№219.017.412f

Способ подстройки резонансной частоты подвеса подвижной массы микромеханического гироскопа с глубокой обратной связью по скорости перемещения подвижной массы по оси вторичных колебаний и микромеханический гироскоп

Изобретение относится к области микромеханики, в частности к микромеханическим гироскопам (ММГ) вибрационного типа. В способе подстройки резонансной частоты подвеса подвижной массы (ПМ) микромеханического гироскопа (ММГ) по оси вторичных колебаний с глубокой отрицательной связью по скорости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002316731
Дата охранного документа: 10.02.2008
29.04.2019
№219.017.4130

Способ испытаний электростатического гироскопа на ударное воздействие

Изобретение относится к области гироскопических приборов и может быть использовано в навигационных комплексах (НК). Техническим результатом является осуществление испытаний, при которых одновременно определяются механическая прочность конструкции гироскопа и перегрузочная способность следящей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002316745
Дата охранного документа: 10.02.2008
29.04.2019
№219.017.42a3

Способ ориентации полярного электростатического гироскопа корабельной навигационной системы

Изобретение относится к области точного приборостроения и может быть использовано в составе навигационных комплексов. Ориентируют ротор полярного электростатического гироскопа корабельной навигационной системы в положение, когда его видимое движение минимально, т.е. движение ротора в абсолютной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002308004
Дата охранного документа: 10.10.2007
09.05.2019
№219.017.510a

Инерциальная навигационная система

Система предназначена для использования на транспортных средствах (морских судах, самолетах, автомобилях и т.п.), интегрированных с другими измерителями навигационной информации. Технический результат - повышение точности работы системы и выставка системы за минимальное время. Система содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02193754
Дата охранного документа: 27.11.2002
Showing 1-10 of 22 items.
27.06.2015
№216.013.5a2b

Способ измерения физической неэлектрической величины

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при разработке и производстве измерительных преобразователей неэлектрических величин типа датчиков угловых скоростей, датчиков линейных, угловых ускорений и т.д. Согласно заявленному изобретению преобразуют измеряемую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554624
Дата охранного документа: 27.06.2015
20.03.2016
№216.014.ca96

Способ бесплатформенной инерциальной навигации на микромеханических чувствительных элементах

Изобретение относится к навигационной технике, а именно к способам бесплатформенной инерционной навигации малогабаритных движущихся объектов. Способ бесплатформенной инерциальной навигации заключается в том, что на борту подвижного объекта устанавливают микромеханические гироскопы и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002577567
Дата охранного документа: 20.03.2016
13.01.2017
№217.015.77db

Способ измерения параметра транспортного средства

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к способам определения технических параметров транспортного средства, в частности его центра масс. Для этого при реализации способа регистрируют процесс колебаний транспортного средства, затем производят спектральный анализ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002598973
Дата охранного документа: 10.10.2016
26.08.2017
№217.015.e478

Способ управления подвесом ротора электростатического гироскопа

Изобретение относится к гироскопической технике, а именно к способам управления подвесами роторов электростатических гироскопов (ЭСГ). Способ управления подвесом ротора электростатического гироскопа, согласно которому в начале процесса взвешивания создают временную паузу, преобразуют величину...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626572
Дата охранного документа: 28.07.2017
29.12.2017
№217.015.f28c

Способ взвешивания ротора гироскопа в электростатическом подвесе

Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при разработке и производстве гироскопов с электростатическим подвесом ротора. На ротор подают переменное напряжение, а к силовым электродам подвеса прикладывают постоянное напряжение. Измеряют переменные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637185
Дата охранного документа: 30.11.2017
20.01.2018
№218.016.1e54

Способ управления подвесом ротора электростатического гироскопа

Изобретение относится к гироскопической технике, а именно к способам управления подвесами роторов электростатических гироскопов (ЭСГ). Сущность изобретения заключается в том, что способ управления подвесом ротора электростатического гироскопа дополнительно содержит этапы, на которых после...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640967
Дата охранного документа: 12.01.2018
13.02.2018
№218.016.1e91

Двухстепенной поплавковый гироскоп

Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при разработке и производстве двухстепенных поплавковых гироскопов. Сущность изобретения заключается в том, что электроды на внутренней поверхности цилиндра двухстепенного поплавкового гироскопа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641018
Дата охранного документа: 15.01.2018
10.05.2018
№218.016.4f32

Способ управления магнитным потоком электрической машины

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в улучшении качества выходного напряжения. На статоре располагают две статорные катушки и постоянный магнит. В двух статорных катушках создают переменные магнитные поля, синхронные с вращением вала электрической машины, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002652604
Дата охранного документа: 27.04.2018
05.07.2018
№218.016.6bd9

Способ термостабилизации чувствительного элемента инерциальной системы

Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при разработке и производстве прецизионных чувствительных элементов для инерциальных систем (прецизионных акселерометров, интегрирующих, дифференцирующих гироскопов и т.д.). Технический результат - повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002659326
Дата охранного документа: 29.06.2018
26.10.2018
№218.016.962c

Устройство для измерения выходного сигнала пьезоэлектрического датчика

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к устройствам с пьезоэлектрическим датчиком, которые преобразуют величину переменных сил давления в электрический сигнал. Устройство для измерения выходного сигнала пьезоэлектрического датчика содержит первый пьезоэлектрический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002670712
Дата охранного документа: 24.10.2018
+ добавить свой РИД