ВВЕДЕНИЕ 7
1 ТЕОРИЯ И РАСЧЕТ ТРЁХОСНОГО СИЛОВОГО ГИРОСТАБИЛИЗАТОРА
1.1 Выбор типа карданова подвеса, расположения осей стабилизации
относительно осей объекта и расположения гироскопов на платформе 9
1.2 Принцип работы ТСГС 12
1.3 Вывод уравнений движения ТСГС 15
1.4 Анализ влияния линейных перекрестных связей на динамику
гиростабилизатора 24
1.5 Анализ влияния линейных перекрестных связей на точность
гиростабилизатора 26
1.6 Анализ влияния нелинейных перекрестных связей на точность
гиростабилизатора 28
1.7 Уравнения движения и передаточные функции канала стабилизации
платформы по оси наружной рамы 28
2 РАСЧЕТ ЦЕПИ СТАБИЛИЗАЦИИ ПЛАТФОРМЫ ПО ОСИ НАРУЖНОЙ РАМЫ
2.1 Выбор основных элементов ТСГС 30
2.2 Определение параметров цепи стабилизации и выбор структуры и
параметров корректирующего контура 32
3 ТЕОРИЯ И РАСЧЕТ ГИРОБЛОКА И ЕГО ЭЛЕМЕНТОВ
3.1 Принцип работы 40
3.2 Вывод уравнений движения 41
3.3 Анализ погрешностей гироблока 43
3.4 Выбор конструктивной схемы 46
3.5 Выбор опор 47
3.6 Выбор датчика угла 49
3.7 Гиромотор 52
3.7.1 Анализ технического задания и выбор конструктивной схемы 52
3.7.2 Выбор типа гиродвигателя 53
3.7.3 Основные детали гиродвигателя 54
3.7.4 Определение диаметра маховика 58
3.7.5 Выбор опор и расчет момента трения 60
3.7.6 Выбор рабочей среды и расчет аэродинамического момента
сопротивления 62
3.7.7 Параметры гиромотора 64
3.8 Расчёт погрешностей 66
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 68
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 69
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. 3D МОДЕЛЬ ТСГС 70
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. 3D МОДЕЛЬ ПЛАТФОРМЫ 71
ПРИЛОЖЕНИЕ В. 3D МОДЕЛЬ ПЛАТФОРМЫ С ЧУВСТВИТЕЛЬНЫМИ
ЭЛЕМЕНТАМИ
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. 3D МОДЕЛЬ ГИРОБЛОКА
Гироскопические приборы широко применяются на различных подвижных объектах: самолеты, корабли, ракеты, космические корабли, спутники и т.д. Г ироскопические приборы характеризуются большим числом параметров, которые определяются назначением подвижного объекта, условиями хранения и эксплуатации прибора. Основными характеристиками гироприбора являются точность работы, время готовности и срок службы.
По мере развития техники и систем автоматического регулирования и управления потребовалось увеличить точность гироскопических устройств, а также появилась необходимость стабилизировать отдельные приборы и устройства на объекте. Для решения этих задач были созданы гиростабилизаторы.
Гиростабилизаторы широко применяются на кораблях и самолетах для непосредственной стабилизации отдельных приборов и устройств.
В настоящее время широкое применение находят системы ориентации и навигации, используемые в системах управления летательных аппаратов. К системам ориентации относят системы, определяющие углы курса, крена и тангажа летательного аппарата, к системам навигации - системы, определяющие навигационные параметры летательного аппарата.
Главной составной частью этих систем является гироскопический стабилизатор.
Гиростабилизаторы по количеству стабилизируемых осей делятся на:
1. Одноосные;
2. Двухосные;
3. Трёхосные.
Трёхосные (пространственные) гиростабилизаторы предназначены для стабилизации и управления платформой с установленными на ней различными устройствами вокруг трёх осей стабилизации.
По принципу действия гиростабилизаторы можно разделить на разновидности:
1. Силовые;
2. Индикаторно-силовые;
3. Индикаторные;
4. Непосредственные.
В силовых гиростабилизаторах используется принцип силовой гироскопической стабилизации.
Сущность принципа силовой гироскопической стабилизации состоит в компенсации внешних возмущающих моментов искусственно создаваемыми в устройстве стабилизирующими моментами с помощью специального стабилизирующего двигателя. В процессе стабилизации участвует гироскопический момент, который компенсирует возмущающие моменты в тот промежуток времени, пока не «сработает» стабилизирующий двигатель.
Целью работы является проектирование трехосного силового гироскопического стабилизатора (ТСГС) на базе двухстепенного гироблока с прокачкой опор.
Задачи дипломного проекта:
1) принцип работы ТСГС и Гироблока;
2) вывод уравнений движения ТСГС;
3) моделирование динамики ТСГС;
4) расчет элементов конструкции ТСГС;
5) разработка конструкторской документации
В ходе дипломной работы был рассмотрен принцип действия ТСГС и двухосного гироблока, выведены уравнения движения, получено условие устойчивости.
Была исследована система на устойчивость, подобран корректирующий контур:
Т12р2 + 2%1Т1р + 1 Т22р2 + 2^2Т2р + 1'
Параметры корректирующего контура:
fi = b = 1;
Т1 = 0,015;
Т2 = 0,001.
Произведен выбор и расчет гиродвигателя, датчика момента и датчика угла, и упругих элементов.
В соответствующих разделах при выборе основных элементов были рассчитаны следующие моменты, действующие на гироузел:
Мтр = 5,4 • 10-5 Н •см - момент трения в опорах;
Мтдм = 1 • 10-6 Н •см - момент тяжения датчика момента;
Мтду = 2,6 • 10-5 Н •см - момент тяжения датчика угла;
Мтт = 8•10-6 Н •см - момент тяжения датчика угла.
Кинетический момент гиродвигателя равен
Н = 7,5 Н • см • с.
Разработана конструкторская документация в количестве пяти чертежей.
