Файл: Павловский М.А. Влияние погрешностей изготовления и сборки гироприборов на их точность.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 12.07.2024

Просмотров: 134

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

§ 4. Влияние относительного движения колец шарикоподшипников на виражные погрешности ГВ

При изучении виражных погрешностей гировертикалей чаще всего предполагают, что углы крена и дифферента яв­ ляются постоянными, а знаки моментов трения определя­ ются знаками скоростей, характеризующих движение глав­ ной оси гироскопа относительно объекта. Но на практике возможны случаи, когда при выполнении виража объект совершает одновременно колебательное движение по углам крена и дифферента вследствие возмущений со стороны

среды, в которой он движется, либо из-за

автоколебаний

при релейном законе управления. В этих

случаях знаки

моментов сил сухого трения существенно зависят от колеба­

тельного движения

основания.

Такая задача имеет место

и в

том случае, когда для уменьшения влияния

моментов

сил

сухого трения

на точность

ГВ применяют

трехколен­

ные шарикоподшипники с принудительным движением про­

межуточных

колец [31].

 

 

 

 

 

 

 

Уравнения

движения

гировертикали (IV.20)

представим

в

виде

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ß a

Ф (ао

+

а

в ) =

— <»u (ßi) + ш і т sign (а а

— ср +

кх)

— м, д б ;

ä„ + ^ (ßn

+

ßB ) =

ШЮ

2T Sign (ßf l

— Ѳ +

Х2 ) + «2дб.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(ІѴ.ЗЗ)

 

Здесь введены

такие

обозначения:

 

 

 

 

 

 

 

a 1

= af l +

- ^ t

- « a + - ^ - ;

 

(IV.34)

 

ßx =

ß. +

»

ß a +

- ^ -

( ß c +

ом) -

 

. (IV.35)

ф,

Ѳ — угловые

скорости,

характеризующие

колебания

объекта по крену

и дифференту; ки

щ — угловые

скорости

принудительного движения промежуточных колец шарико­ подшипников.

Учитывая, что амплитуды скоростей ср, щ и Ѳ, х 2 значи­ тельно превосходят амплитуды скоростей, характеризую­ щих движение главной оси относительно вертикали места, в первом приближении можно считать, что знаки моментов

132


сил сухого трения не зависят от скоростей движения гиро­

скопа аа, ß a , а полностью

определяются

скоростями

дви­

жения

основания

ф, Ѳ либо скоростями

щ, к2.

 

Д л я

простоты

решения

задачи рассмотрим вначале

част­

ный случай, когда щ = х 2 = 0 , а колебания объекта по крену

и

тангажу

заданы в виде

 

 

 

 

9 = asincû^;

Ѳ = bsin (со2/ + v).

(IV.36)

Так как с учетом сделанных предположений ф ^> аа,

Ѳ ^> ß'a ,

то

можно

принять

 

 

 

 

соіт sign а — ф) та — и 1 т sign ф;

 

 

 

ш2 т sign (ßa

— Ѳ) та — со2 т sign Ѳ.

(IV.37)

Учитывая (ІѴ.36), выражения (IV.37) разложим в ряд Фурье и, ограничившись первыми гармониками, уравнения (IV.33) перепишем в виде

ß a К

+

«в) = — ©lit (ßi) — <7іФ — « і д б ;

a0 +

Ф a

+

ßB ) = — Ü>2A («i) +

+

«где, (IV.38)

4со

; q2

=

коэффициенты

гармонической

где qx = —^-

 

линеаризации.

Систему нелинейных уравнений (IV.38) будем решать методом припасовывания, вводя новые переменные а х и ßx . При этом формулы для установившегося значения погреш­ ности ГВ будут иметь вид

\|)

S

і|)

ßiy = - ß B +

+

(IV.39)

•vj

ET

ap

В отличие от формул (IV.26) в выражения (IV.39) не входят моменты сил сухого трения. Это свидетельствует о том, что при указанных параметрах качки или автоколе­ баний объекта моменты сил сухого трения практически не влияют на положение центров на фазовой плоскости. Сле­ довательно, различие в поведении ГВ на правом и левом вираже несущественно и сводится только к изменению по­ ложения центров относительно прямых переключения

133


(см. рис. 33), а также к изменению направления движения изображающей точки на фазовой траектории. Поэтому в дальнейшем будем рассматривать только случай левого

виража

(ф > 0). Причем

при изменении направления вира­

жа погрешность ßi y по

величине не

будет меняться, в то

время

как погрешность

а і у получит

приращение 2 а в .

Рис. 33.

Движение ГВ относительно центров будет описываться следующими уравнениями (в пределах каждой четверти фазовой плоскости):

ßo™ — ijjaoTH = — ^ Ф ;

 

 

 

 

 

«оти +

#отн =

?2Ѳ,

 

 

(ІѴ.40)

где (Хотн =

сха

ai y ;

 

ßo™ =

ß a

ßiy-

 

 

 

Исключив

переменную ß0 T n = -^— Ѳ

 

Ѵ^-, получим

 

 

 

« о ™

+

T|J2aoTH =

<7іФФ +

g-sß.

 

(IV.41)

Решение уравнения (TV.41) при t = 0;

а0 тн =

а0тн (0);

аотн (0) =

— i|'ßoTH (0), учитывая, что ш2

^>

запишем в виде

 

/->

 

,t

,

f

,4

I

Oii|)o sin

со,/

q.,b

.

ССогн «

Cx

cos

\\>t +

C2

sin

ijji

+

 

— 2

c

o s ®é-

134


Здесь

 

 

 

= - ( ß o ™ ( 0 ) +

- 2 £

 

 

Окончательно

получим

 

 

 

 

 

 

а 0

« о т н

(0)

+ чФ

COS \pt

 

ßoT„ (0)

+ qxa

sin л\>і —

 

 

 

 

j ,

 

с,aba sin oy

 

(JV.42)

 

 

 

чФ cos ccy - f

 

5 — — ;

ß o rn —

ßor„(0) +

^ -

sin \pt + ßoTH (0)

+

COStyt•

 

 

 

 

?, a

COS Cû^.

 

 

П р и м е р 11. Оценим величины амплитуд вынужденных колеба­

ний ГВ, обусловленных грением при Ш | т = с о 2 т = 6 • 10 Чсек

(2 град/мин),

ш, = 3,0 Чсек; \\і = 0,12 1/сек.

Воспользовавшись выражениями для qx и і/2, найдем

qxa

4со

цф_ 4со,

ЧЛ

Іт \ \

 

 

со.,

 

 

Подставив заданные численные значения, получим

4 6 • 10-" = 2,54 • 10" 4 (50");

,2,54 • 10-"

= 10-s (2").

Отсюда следует, что этими вынужденными колебаниями ГВ можно пренебречь по сравнению с другими ее погрешностями.

Характер движения изображающей точки с учетом вы нужденных колебаний ГВ, обусловленных моментами сил сухого трения при автоколебаниях или качке объекта, для случая сох = со2 показан на рис. 33.

Из анализа фазовой траектории следует, что при колеба­ ниях объекта по углам крена и тангажа предельный цикл

135


будет существовать как при левом, так и при правом вираже объекта.

Рассмотрим вопрос о компенсации погрешностей гиро­ вертикали. Отклонение главной оси гироскопа от вертикали (а в . ßB> ß*) H a неподвижном основании не влияет на поло­ жение прямых переключения коррекции Оах и Oßi. Эти отклонения, так же как и моменты дебаланса, влияют лишь

на расположение центров (/, 2,

9) относительно

верти­

кали места О-

 

 

Положение прямых переключения системы коррекции

Oißi, Oicxi полностью определяется

ускорениями Wz,

и WXl.

Д л я исключения предельного

цикла достаточно,

чтобы

хотя бы одна прямая переключения проходила через центр,

расположенный

в той

области,

которой

 

он

соответствует.

В данном случае — центр

/.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д л я

этого

необходимо,

чтобы

выполнялось

равенство

 

 

 

 

Wr

 

 

со,ь

 

 

 

 

ш.,„й

 

 

 

ßiy («х >

0)

 

 

 

^

-

ßB

+

 

 

=

0.

(ГѴ.43)

 

Если радиус предельного цикла уменьшить до величины

( -

ß. - f

~jjp-J , определяемой инструментальными

погреш-

ностями, то

равенство

(IV.43) примет вид

 

 

 

 

 

 

 

 

Wx,

 

œ.2 f e .

 

 

 

 

 

(IV.44)

 

Учитывая

значения

WXl,

 

перепишем

(IV.44)

в

форме

 

 

 

 

4-(Pc

+

ô M ) - - Ç -

=

^

 

-

 

 

(IV.45)

 

 

 

 

g

 

 

 

 

g

 

 

i|)

 

 

 

 

Равенство (IV.45) можно реализовать разворотом в го­

ризонтальной плоскости

осей Ж М П

относительно

осей объ­

екта или, что то ж е самое, осей корпуса

прибора относитель­

но

осей

объекта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из уравнения (IV.45)

найдем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о . — к +

Ц

-

+

- ^

 

.

 

 

 

(іѵ.46)

Если

V = 2 4

м/сек;

 

ij> =

0,26 1/сек

(15

град/сек);

1=1

м;

ß c

=

0,052 (3°);

<ю» =

6 • 10~4 1 /сек

(2

град/мин),

 

то

ôM =

— 5,2 • 1 0 ~ 2 +

1,1

• Ю - 2

+

 

0,4

• 1 0 ~ 2 - -

 

 

 

 

«

— 3,7

• 1 0 _ 2 ( 2 , Г ) .

 

 

 

 

 

136