6 / 14
В.П. Подчезерцев, Цинь Цзыхао
6
Инженерный журнал: наука и инновации
# 10·2017
Уравнения движения системы гироскоп — гиростабилизатор [9–11]:
(
)
(
)
(
)
(
)
м
м
п
п
п
с
;
;
.
α + ω + β + ω = +
β + ω − α + ω = +
ω + ω = +
xi
yi
xi
xi
yi
xi
yi
yi
i
i
A
H
M M
A
H
M M
C D М M
(5)
Здесь для положения 1 (
i
= 1, 2)
в
г
;
sin
ω = ω + ω ω = −ω ω
yi
i
xi
i
t
;
o
к
п
п п
o
;
;
( )
( ) ( );
= ω + ω
= − ω + ω
= −
β
x
xi
y
g
yi
M H H M H H М s
K W s s
м
;
=
+
xi
x xi
xy yi
M K J K j
м
=
+
xi
y yi
yx xi
M K j
K J
;
для положения 2 (
i
= 3, 4)
в
г
;
sin ;
ω = ω + ω ω = ω ω
xi
i
yi
i
t
o
п
п п
o
к
;
;
( )
( ) ( );
= ω + ω = − ω − ω
= −
α
x
g
x
y
y
M H H M H H M s
K W s s
м
;
=
+
xi
x xi
xy yi
M K j
K J
м
;
=
+
yi
y yi
yx xi
M K J K j
,
xi
yi
J J
— токи, подаваемые в датчики момента от источника
постоянного тока;
,
xi
yi
j
j
— токи обратной связи в катушках датчи-
ков момента.
Для исключения угловых отклонений ротора гироскопа относи-
тельно корпуса в установившемся движении в передаточные функ-
ции усилителей КОС
W
(
s
) и
W
п
(
s
) вводятся интегрирующие звенья.
Структуры передаточных функций усилителей КОС стенда и
ДНГ в режиме ДУС, оптимизированных по результатам моделирова-
ния, имеют следующий вид [12, 13]:
(
)
(
)(
)
(
)
1
ус
ус
2
1 2
с1
с2
п
п
ус п
ус
с1 с3
1
( )
;
(
1)
1
1
( )
.
1
+
=
+
+
+
=
+
T s
K W s K
T s T s
T s
T s
K W s K
T s T s
(6)
Моделирование динамических режимов работы стенда.
В соот-
ветствии с уравнениями (5) на рис. 5 построена структурная схема си-
стемы гироскоп — стенд для положения 1 в среде Simulink (MATLAB),
где тоном выделены основные модули этой системы: гироскоп с КОС
по каналу
x
; гиростабилизатор с контуром стабилизации по оси
y
гиро-
скопа; источник постоянного тока (ИПТ), обеспечивающий подачу по-
стоянного тока
J
x
в моментный датчик ДМ
x
гироскопа; звено
(
)
к
2
1
( )
0, 25 1
=
+
W s
s
используется для сглаживания переходного про-
цесса системы при подаче тока от внешнего источника.