Физические основы выставки ИНС в горизонт. Основные режимы. Ускоренная выставка.
Любой способ выставки сводится к определению направлений двух неколлинеарных векторов различной физической природы в осях связанной системы координат OX Y Z(связанной), когда ориентация этих векторов относительно базовой системы координат OXYZ известна.
В качестве базовой, как правило, используют географическую систему координат OXYZ, в которой ось OZ направлена вдоль географической вертикали вверх, ось OY — вдоль касательной к меридиану на север, а ось OX — вдоль касательной к параллели на восток.
Выставка инерциальной навигационной системы (ИНС) проходит в два этапа. Сначала ИНС приводится в плоскость горизонта, затем осуществляется ее азимутальное ориентирование — выставка в горизонт. Это — всегда первый этап выставки любой системы. Только по окончании данного этапа проводится выставка в азимуте.
По условиям различают выставку:
• на неподвижном относительно Земли основании (объект не изменяет координат); • на подвижном основании (авианосцы);
• автономную;
• неавтономную.
Далее будем рассматривать только автономную выставку на неподвижном основании (координаты не изменяются). В данном случае для выставки используют два вектора: вектор ускорения силы тяжести g и вектор скорости суточного вращения земли U. При этом рассмотрим основные положения выставки платформенных ИНС. Для выставки в горизонт используется вектор ускорения силы тяжести g, а для выставки в азимут, как правило, — вектор скорости суточного вращения земли U. Очевидно, что автономная выставка на полюсах принципиально невозможна, так как векторы g и U на полюсах коллениарны.
ВЫСТАВКА В ГОРИЗОНТ
Рассмотрим первый этап выставки — выставку в горизонт. Выставка платформы в горизонт проходит в два этапа: ускоренная выставка и точная выставка. Ускоренная выставка Перед запуском системы платформа может находиться в произвольном положении относительно базового трехгранника. Для быстрого приведения платформы в требуемое положение при больших значениях углов начального отклонения связанного трехгранника от базового используется канал ускоренной выставки. Этот канал состоит из чувствительных элементов (ЧЭ) (горизонтальные акселерометры и/или датчики команд (ДК) на осях карданова подвеса), усилителя и исполнительного устройства — двигателя стабилизации. Сигнал с акселерометра (или ДК) через усилитель подается на стабилизирующий двигатель, который начинает поворачивать платформу в сторону ликвидации отклонения. Для получения оптимального переходного процесса при приведении платформы в плоскость горизонта сигналы с акселерометров, подаваемые на двигатели стабилизации, после усиления суммируются с сигналами производных от углов с ДК. Одновременно с по- воротом платформы происходит обнуление гироскопов, в процессе которого рамка карданова подвеса (поплавок) каждого гироскопа приводится датчиком момента в положение, при котором сигнал с датчика угла становится минимальным. На этом этапе выставки гироскопы не запущены, так как в противном случае скорость разворота платформы α должна была 6 быть ограничена допустимым значением гироскопического момента, который, воздействуя на платформу через опоры главной оси и оси прецессии, а также не имея возможности повернуть платформу вокруг направления действия, мог бы сломать или деформировать элементы подвеса (либо лечь на упоры): max г α ≤ M Η/, где Мг — гироскопический момент; Н — вектор кинетического момента гироскопа.
При достижении платформой требуемого положения сигналы с акселерометров и ДК обнуляются, вращающий момент двигателя стабилизации станет равен нулю, и платформа остановится в положении, близком к горизонтальному. Время выставки — 30 с, точность — 5°.
Физические основы выставки ИНС в горизонт. Основные режимы. Позиционное управление.
