Курсовая работа: Моделирование интегрирующего гироскопа

⚡ 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻

Саратовский государственный технический университет
"Системы автоматизированного проектирования и конструирования"
на тему "Моделирование свойств интегрирующего гироскопа"
Математическое моделирование переходных процессов
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.
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.

4 - потенциометрический датчик угла;

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 .
где U вых

- снимаемое с датчика угла напряжение;
К ду

- крутизна характеристики датчика угла;
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:
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.
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 Oy 1

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
}
:
где А, С
- экваториальный и осевой моменты инерции ротора;
А 1
, В 1
, С 1

- моменты инерции поплавка относительно осей Ox, Oy, Oz
соответственно.
- собственный кинетический момент гироскопа;
где - возмущающие (вредные) моменты, действующие вокруг оси Ох
(моменты трения, сил тяжести и инерционных сил при разбалансировке гироузла, тяжения токопроводов и датчика угла и др.);
- управляющий момент, развиваемый датчиком момента с целью компенсации погрешностей гироскопа или управления платформой ГС.
Полагая в (3) , получим следующее дифференциальное уравнение движения ИГ:
где А 0
=А+А 1

- момент инерции гироузла относительно оси Ох
.
Левая часть (4) характеризует собственное движение гироскопа.
В правой части содержатся члены, определяемые моментами: возмущающими , гироскопическим от перекрестной угловой скорости Ω η ,

инерционными от , , , которые вносят погрешности в измерение угла ∆Ψ
поворота основания вокруг оси Оζ
.
Рассмотрим движение гироскопа при малых β
и отсутствии возмущающих и управляющих моментов:
Передаточная измерительная функция ИГ в соответствии с (5) имеет вид:
где T=A 0
/D
- постоянная времени ИГ как апериодического звена. При
представляет собой передаточную функцию интегрирующего звена.
Амплитудные и фазовые частотные характеристики ИГ определяются в соответствии с выражением (6) для :
Будем рассматривать систему из трех ИГ, между которыми действуют перекрестные связи.
Для упрощения процесса моделирования заменим эти связи подачей на вход не единичной ступенчатой функции, а более сложной, в пространстве, представляющей собой спираль.
Практически же на вход каждого из ИГ будем подавать проекцию данного сигнала на соответствующую плоскость ( Oxy, Oxz, Oyz).

Кроме того, по уравнениям (7) можно построить графики логарифмических частотных характеристик (ЛАЧХ и ЛФЧХ).
Производя соответствующие вычисления и построения (с применением Matlab 6.5
), получаем следующие графики (рис.2 - 6).
Рис.2. Переходный процесс в ИГ при подаче на вход гармонического сигнала вида f (t) = sin10t.

Рис.3. Переходный процесс в ИГ при подаче на вход гармонического сигнала вида f (t) =0.1cos10t.

Рис.4. Переходный процесс в ИГ при подаче на вход гармонического сигнала вида f (t) = e -t
.

Рис.5. Логарифмическая амплитудно-частотная характеристика.

Рис.6. Логарифмическая фазочастотная характеристика.

По построенным графикам можно сделать вывод об устойчивости промоделированной системы.
1. Гироскопические системы. Гироскопические приборы и системы. / Под ред. Д.С. Пельпора. - М.: Высш. шк., 1988.
2. Одинцов А.А. Теория и расчет гироскопических приборов. - Киев: Вища школа, 1985.
3. Пельпор Д.С., Осокин Ю.А., Рахтеенко Е.Р. Гироскопические приборы систем ориентации и стабилизации. - М.: Машиностроение, 1977.

Название: Моделирование интегрирующего гироскопа
Раздел: Рефераты по коммуникации и связи
Тип: курсовая работа
Добавлен 09:38:19 10 марта 2010 Похожие работы
Просмотров: 155
Комментариев: 14
Оценило: 2 человек
Средний балл: 5
Оценка: неизвестно   Скачать

Срочная помощь учащимся в написании различных работ. Бесплатные корректировки! Круглосуточная поддержка! Узнай стоимость твоей работы на сайте 64362.ru
Привет студентам) если возникают трудности с любой работой (от реферата и контрольных до диплома), можете обратиться на FAST-REFERAT.RU , я там обычно заказываю, все качественно и в срок) в любом случае попробуйте, за спрос денег не берут)
Да, но только в случае крайней необходимости.

Курсовая работа: Моделирование интегрирующего гироскопа
Реферат: Brutus A Tragic Hero Essay Research Paper
Реферат: Музыка. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат Социальный Риск
Примеры Сочинений Мертвые Души
Реферат Музыка Объединяет Людей
Реферат На Тему Хроническая Боль Как Типовой Патологический Процесс
Реферат по теме Александр Андреевич Иванов и его картина "Явление Христа народу"
Моя Деятельность Сочинение По Обществознанию 6 Класс
Реферат Витамины Группы В
Курсовая Работа На Тему Национальная Инновационная Система
Дипломная работа: Формування національної свідомості засобами народної педагогіки
Реферат по теме Дайкон
Курсовая работа: Базисные структуры электронных схем
Курсовая работа по теме Оценка рыночной стоимости точильно-шлифовального станка 3К634
Отчет По Практике В Продуктовом Магазине
Курсовая работа: Основные теории судна ОТС
Реферат: Лизинг, как инструмент инвестиционных процессов на фирме
Контрольная работа: Исследование принципов формирования растра
Спотлайт Английский Язык 3 Класс Контрольные Работы
Курсовая работа по теме Экономические показатели ремонтного процесса
Контрольная работа: Смысл жизни человека по Франклу
Доклад: Лаврентий Павлович Берия
Реферат: Широкополосное согласование комплексных нагрузок на основе теории связанных контуров