186
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2012
УДК 629.7.05
И.Е. Шу с т о в , А.А. В о л ы н ц е в , Б.А. К а з а к о в
ДИНАМИКА ДВУХКОНТУРНОГО
ГИРОСКОПИЧЕСКОГО ИЗМЕРИТЕЛЯ
ВЕКТОРА УГЛОВОЙ СКОРОСТИ
Рассмотрен принцип построения двухконтурной системы обратной
связи измерительного канала прецизионного гироскопического изме-
рителя вектора угловой скорости (ГИВУС) на базе поплавковых ги-
роскопов. Изложен алгоритм работы измерительного канала (ИУ).
Приведены аналитические выражения математической модели ИК с
двухконтурной системой обратной связи. Описан механизм появления
динамической ошибки измерительной системы, возникающей при
взаимодействии контуров.
E-mail:
info@niipm.ru
Ключевые слова
:
поплавковый гироскоп, двухконтурная система, из-
мерительный канал, динамическая ошибка.
Введение.
Гироскопические измерители вектора угловой скоро-
сти (ГИВУС) применяют в системах управления ориентацией и ста-
билизацией космических аппаратов (КА). ГИВУС представляет со-
бой прибор бесплатформенного типа, состоящий, как правило, из не-
скольких (не менее трех) независимых измерительных каналов (ИК),
число которых определяется необходимой надежностью и точностью
работы прибора
∗
.
В отечественной космонавтике приборы типа ГИВУС используются
с середины 1980-х годов. Первые приборы были разработаны в НИИ
Прикладной механики (Москва) и успешно работали на станции «Мир»
и всех ее модулях. В настоящее время точность лучших образцов ГИ-
ВУС составляет примерно 0,003 град/ч (3
σ
)
в диапазоне значений изме-
ряемых угловых скоростей ±0,5 град/с, что вполне достаточно для
большинства задач, решаемых КА на геостационарных орбитах (связь,
мониторинг). Высокая точность обеспечивается применением в каче-
стве чувствительных элементов ИК поплавковых двухстепенных гиро-
блоков с газодинамической опорой ротора и магнитным центрировани-
ем поплавка. Для других орбит и целевых задач КА используются при-
боры типа ГИВУС менее точные (0,05…0,5 град/ч), но с диапазоном
значений измеряемых скоростей до десятков градусов в секунду.
Однако в последнее время возникла потребность обеспечить пре-
цизионную точность измерений примерно 0,001 град/ч (3
σ
)
в диапа-
∗
Повышение точности и диапазона измерения прецизионных гироско-
пических измерителей вектора угловой скорости на базе поплавковых чув-
ствительных элементов / А.А. Волынцев, В.В. Воробушкин, Б.А. Казаков,
Н.А. Тидеман и др.
//
XVI Санкт-Петербургская междунар. конф. по интегри-
рованным навигационным системам: Сб. трудов. — СПб., 2009. — С. 114—
123.