Введение

Современные летательные аппараты (ЛА) совершают полеты на больших высотах, с большими скоростями, в любых метеорологических условиях. Выполнение таких полетов и решение задач управления различными агрегатами было бы невозможно без комплекса приборов и автоматов, установленных на борту ЛА. Основными приборами любого ЛА являются: акселерометры, высотомеры, датчики угловых скоростей, манометры, следящие системы, интегрирующие гироскопы, гироскопические интеграторы линейных ускорений и т.д. Несмотря на большое разнообразие приборов и автоматов, многие из них имеют общие обязательные, типовые узлы, такие как, например, датчик, который воспринимает чувствительным элементом измеряемую физическую величину и преобразуют ее в величину другой физической природы, более удобную для дальнейших преобразований.

Примером такого чувствительного элемента можно считать датчик угловой скорости, который используется в системах автоматического управления, в счетно-решающих приборах управления, наведения и стабилизации самонаводящихся снарядов, а также в авиационных прицелах для выработки угла упреждения для встречи снаряда с целью.

Целью работы является определения влияния наклона измерительной оси от нормальной оcи Оу.

Допустим, что датчик предназначен для измерения угловой скорости вокруг нормальной оси Oy. Измерительная ось y датчика в прямолинейном полете совпадает с осью Oy, но в процессе ее разворота отклоняется от оси Oy на угол β.

Постановка задачи математического моделирования

Принцип работы и конструкция. Датчик угловой скорости представляет собой гироскоп с двумя степенями свободы, вращение которого вокруг оси рамки ограничивается. Так же в конструкции датчика предусмотрены датчик угла индукционного типа (микросин) и датчик момента (электрическая пружина) также индукционного типа. Крепится всё на опоре с цапфой.

При вращении основания вокруг оси Y с угловой скоростью _y вокруг рамки возникает гироскопический момент Мг=H_y, под действием которого рамка поворачивается так, что стремится совместить кратчайшим путем вектор кинетического момента H с вектором угловой скорости _y.

Для реализации в ДУСе зависимости Uвых. = f(_y)необходимо, чтобы действующий на подвижную систему гироскопический момент Мг уравновешивался противодействующим моментом Мпр

При достижении равенства Мпр=Мг подвижная система остановится в новом положении равновесия. Учитывая, что Мг=Н_y sinQ,а Мпр.=К , получим зависимость изменения угла поворота рамки гироскопа от угловой скорости:

= (Н sinQ _y) / К ; (1.1)

где:

H-кинетический момент ротора гироскопа;

К -суммарная угловая (крутильная) жесткость;

Й – угл между векторами Н и _y.

При этом связанная с осью X через передаточно - множительный механизм (ПММ) щетка датчика перемещения смещается относительно своего начального положения и формирует электрический выходной сигнал Uвых, величина которого пропорциональна углу отклонения рамки .

Для улучшения динамических характеристик прибора в его структуре используются демпферы (успокоители), предназначенные для оптимизации переходного процесса при повороте рамки гироскопа вследствие резких изменений угловой скорости ЛА. Вектор-момент, создаваемый демпфером действует вдоль оси X прибора и направлен противоположно вектору скорости поворота подвижной системы.