Стр. 3 - Поведение роторного вибрационного гироскопа для вращающегося носителя при его колебаниях с частотами, кратными частоте собственного вращения

ISSN 2305-5626. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана: электронное издание. 2013

3

Плоский неэлектропроводящий чувствительный элемент гиро-

скопа (например, в виде рамки) крепят в одноосном свободном под-

весе таким образом, чтобы его плоскость была перпендикулярна про-

дольной оси вращения носителя. На чувствительном элементе

размещают две электрические обмотки в однородном магнитном по-

ле. Одна из обмоток — чувствительная (ЧО), предназначена для из-

мерения угловой скорости колебаний чувствительного элемента, дру-

гая — силовая (СО), обеспечивает моментное воздействие,

пропорциональное угловой скорости колебаний. Для этого обмотки

соединены между собой с помощью предварительного усилителя и

усилителя тока. Сигнал, пропорциональный току

J

в СО, подается на

интегратор, амплитуда и фаза выходного напряжения

U

вых

которого

будут зависеть от угла

α

колебаний рамки.

Проведенные в работах [4] и [5] исследования позволяют опреде-

лить степень влияния частоты угловых и круговых колебаний вра-

щающегося носителя вокруг его поперечных осей на амплитуду и фа-

зу выходного сигнала гироскопа, сформулировать требования к

параметрам гироскопа для обеспечения необходимой точности изме-

рения угловой скорости колебаний носителя.

Следует отметить, что в проведенных исследованиях рассматри-

вается ограниченный диапазон частот колебаний носителя, не пре-

вышающий половины значения частоты собственного вращения но-

сителя вокруг продольной оси. Однако наряду с такими колебаниями

у любого вращающегося объекта возникают колебания на частотах,

кратных частоте собственного вращения объекта. Такие колебания на

практике присущи любым вращающимся телам, а также и вращаю-

щимся частям РВГ. Изучению влияния таких колебаний на РВГ для

вращающегося носителя посвящена данная работа.

В соответствии с [3] уравнение движения гироскопа имеет вид

2

1 1 1 0

0

1

0

2

1

(

)

2

sin(

)

sin(

),

C A B

t

B

− + ϕ

α + ξω α + ω α =

Ω ϕ − δ − Ω ϕ + δ

где

0

2

D

B

α

ξ =

ω

— относительный коэффициент затухания колебаний

чувствительного элемента;

1 1

0

1

C A

B

−

ω = ϕ

— собственная частота

колебаний чувствительного элемента;

A

1

,

B

1

,

C

1

—

моменты инерции

чувствительного элемента соответственно по осям чувствительности,

колебаний и собственного вращения;

0

ϕ

— частота вращения носи-

теля вокруг продольной оси;

2

η ξ

Ω = Ω + Ω

— проекция угловой

скорости носителя на плоскость чувствительности;

2

η ξ

Ω = Ω + Ω

—