摆式陀螺寻北仪等速过零寻北方法专利摘译.doc

等速寻北专利摘译 N 1379642P1-5本发明是关于一个陀螺寻北装置,它有一个可以绕着装置的垂直轴转动的随动架.一个三自由度陀螺系统安装在此随动架上,一个伺服马达驱动此随动架绕着垂直轴转动.一个敏感装置测量随动架与陀螺系统之间的方位差并控制伺服马达转动随动架完成陀螺系统的寻北运动。 目前的应用中希望把这种装置的寻北时间减小到一个最小值。这个要求在现有的陀螺寻北仪是根本不可能实现的。目前的产品要求计算大致的子午线方向则必须进行预先设定，有时还需要知道测量地点的纬度。在特殊条件下装置的初始设定必须进行观测。所有这些都需要时间。 此外，所述陀螺装置还必须注意，如果在开始测量时陀螺系统的H轴相对子午线只有一个很小的角度 本发明的主要目的是提供一个寻北装置，它不需要事先知道纬度也不需要任何困难的初始观测条件仍然可以在非常短的时间内获得希望的精度。 本发明所提供的陀螺寻北装置包括一个能绕着垂直轴转动的支架，一个安装在随动架上的三自由度陀螺系统，一个伺服马达驱动随动架绕着垂直轴转动，一个敏感陀螺系统与随动架之间方位差的测量并控制伺服马达完成陀螺系统寻北运动的装置，一个测量陀螺系统绕着垂直轴进动的角速度的装置，一个能给陀螺系统施加力矩使之完成寻北运动的力矩发生器，一个能响应来自误差角测量装置所接收的信号的比例积分控制器，它产生控制力矩使陀螺系统的H轴保持对准和保持陀螺系统绕着垂直轴的进动角速度为常值，一个检零器响应比例积分控制器的输出并在控制器产生的力矩为零的瞬时记录陀螺H轴的方位，时间控制器用于测量 本发明基于如下事实：在地球自转角速度的影响下陀螺系统的H轴在通过子午线时达到最大速度而后减速。在本发明中通过绕着其垂直轴施加控制力矩使陀螺系统以一个恒定速度进行方位转动，在陀螺自转轴达到子午线时所加的控制力矩为零。通过记录加矩电流为零时陀螺自转轴的方向即可确定出子午线方向。虽然陀螺寻北仪上安装力矩器并非新鲜，然而这里的力矩器是为了使陀螺系统保持绕着垂直轴恒速转动是过去所没有的。P225在此陀螺寻北装置中在开关接通后其进动速度达到预先给定值的时间是已知的。在此时间内也会发生力矩为零的情况,这将会在陀螺自转轴达到子午线之前输出一个方位指示。时间控制器用于克服这个问题。 陀螺装置控制电路的修正量是陀螺转子轴相对子午线的进动速度，可通过伺服马达驱动的测速装置来测量。根据本发明的陀螺寻北装置还包括，比较器输入端的两个电压中一个是测速器的输出它代表实际的进动速度，另一个是代表给定速度的可调基准电压。比较器的输出端比例积分控制器的输入端，控制器的输出连接到力矩器和检零器。 这样，当比例积分控制器的输出为零的时刻由检零器所确定的之间方位角求得陀螺系统自转轴的方位角。 本发明中陀螺房内的陀螺马达垂直于铅垂轴。陀螺房安装在一个杆子的下端而杆子的上端安装在悬带的下端， 下面将以一个例子参考各图进行说明。 图1.为本发明的陀螺寻北仪的剖视图图中表示系统的控制回路和 图2.是图1控制回路的框图。表明本发明的组成。 陀螺被放在陀螺房10内，房体的上端是杆子12。陀螺房内是一个简单的陀螺马达16，其自转轴14呈水平状态。杆子12的上端由悬带夹20固定在悬带18和涡流盘22的下端，由定子24旋转磁场在涡流盘上形成力矩平衡作用在陀螺上的指北力矩。盘22相对定子24是平衡的。P2110 定子24被固定在主体28，可绕着铅垂轴转动的随动架