Введение к работе
АКТУААЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ; Навигация и ориентирование, ракетная техника и космонавтика, прицельная стрельба и проходка туннелей, авиация в коренлавание, управление положением объекта и его стабилизация - далеко не полный перечень областей, где невозмохно обойтись без тех или иных гироскопических приборов или их комплексов.
Обязательным элементом любого из этих устройств является гироскоп, основное назначение которого - сохранять неизменным направление кинетического момента а пространстве. Без гироскопов, в частности, невозможно создание бурно развивающихся в настоящее время инерциальных навигационных систем СИНС), позволяющих обеспечить скрытность и автономность работы, сохранить высокую точность в течение длительного времени.
Высокие требования к точности- таких систем в целом и к гироскопам, ках их чувствительным элементам (ЧЭ), в частности, приводят к постепенному отказу от традиционно используемых ранее "сухих" и поплавковых гироскопов и переходу к приборам на новых физических принципах, в том числе и к гироскопам с неконтактных подвесом твердого ротора в электромагнитном поле. Отсутствие механических контактов при удерхания ротора силами электростатического или магнитного пояев, глубокое вакуумироваяие рабочего объема прибора, экранировка от внешних полей а некоторне другие факторы позволяют сувествеяно повысить точность гироскопических приборов.
Высокая точность гироскопов во многом определяется малостью
уводяаих момэнтов и высокой стабильность;) углового двагеаия ротора, поддерживаемого специальным! системами. Прп гзтом домино ВЫСОКОЙ ТОЧНОСТИ И СТаСІИЯЬНОСТИ ПфОСКОПЫ ДОЛЗНЫ ООЧюПЄЧМТЬ, ОС0Й8ЯЕО
дня бесялат^орменных инерцяаяьшх навигационных систем СБКНС), возможность корректировки положения кинетического Mouosrra за коночное время или программного управления его движением..
В свете сказанного рассмотрение причин, ухудаашвс точность гироскопов, поиск путей уменьшения их влияния, отасканка возког-ностей управления двикэкиеа ротора а хинетичзского ыомеати представляют своевременную а актуалькув задачу,
ДЕДЬ РАБОТЫ состоит в
обоснования способа авгохошіенсация уьодяйЕ» конаорватшшк моментов за счет двишния ротора с углом нутации, блеткны к прямому (двойного вращения);
отыскании управлявайх воздействии, поззоляганх осуществлять устойчивое двойное зраздние ротора еяк so активно (за конечное вреыя) демпфировать его Еутащаоинш колеоакяя пра традяцаонноа врацанга, нанять орнвЕташпз кзшотячэского ідазнта;
нсоледовании двиаання ротора в кщютачесхого ыоыавта при соьо-кушоа действии ковсервативЕЫХ и диссипатавюй штатов различной природы.
ИЕТОДИ ИССШЮВАЯ№. которым эта цель лостэтагась. опрэдо-лялнсь слогноотьп в сдвщфгаой расоатриваетото обаеата в его ю-твиатнчосхиз кадеявя. В работе всваяьзозаліюь кэтояа азаяшдаїзо-кой механики а теории поля, аявдщгвты вачествэаноа теории да$$а-реяцяальвыж уравксазй в катекатачоскоЯ фаэшш, результаті: а катоды теорш устойчивости s бифуркаций, асшгготичбекве истода вояк-
яеяноя кеуаккки, в частности, метод усреднения.
Справедливость различных физических предпосылок и моделей, достоверность многих полученных результатов проверялись экспериментально на макетах свободного гироскопа о магнитным подвесом фэрритового ротора.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА работы заключается в тоы, что предложен способ непрерывной азтохомпенсаіши уводяыих моментов за счет двойного врасения ротора с характерным временем усреднения, измерявши долями секунды. Изложены методики отыскания управляют воздействий на ротор гироскопа с целью обеспечения стабильного двиееняя ротора и программного изменения ориентации кинетического момента. Указаны и расчитаны некоторые конкретній устройства и способы. Новизна отдельная решений йодтверядена авторскими свидетельствами.
Проанализировано влияние неконсервативных ыоизнтов на дииа-инху гироскопа, выявлены нетривналънш стационарные редким движения как ротора, так а кинетического ыокента.
Проведено сравнительно? исследование прецессионного движения гироскопа под действием уводяаях кошятов различной фазичесхой природы при обычной я двойноы враяеняях ротора. Установлены неко-торнэ обвдэ свойства, как действующи коиентоз, тах и обусловленных иш движения.
По теш диссертации получено 4 авторских свидетельства, опубликовано 22 статьи, выполнено более 20 научно-технических отчетов.
ДРШИПШЯ ШИЮСТЬ РАБОТЫ определяется теи, что в ней не только предложен в обоснован новый способ непрерывное автокошіен-
- є -
сации уводяаих моментов, не требующий применения дополнительных гироскопов или врааении корпуса прибора, но и рассмотрены практические варианты его осуществления в реальных гироскопах. Для приборов с вракением ротора лишь вокруг главной оси предложены и проанализированы различные механизмы активного гашения нутационных колебания. Кроме того, в работе рассматриваются способы изменения ориентации кинетического момента гироскопа. Все предложенные в качестве управлявших механизмы воздействий на ротор гироскопа могут быть использованы в реальных гироскопах. Часть из них уже прошла экспериментальную проверку.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результата диссерташга докладывались и обсуждались на межотраслевых научно-технических конференциях, посвященных памяти Н.Н.Осгрякова /Ленинград, Санкт-Петербург, 1974, 1978. 1980. 1984, 1988, 1990, 1992 /; итоговых конференциях ГГУ / Горький, 1978, 1982, 1934, 1988 /; заседаниях секции нави-гаизоввых сястеи и их чувствительных элементов научного совета АН СССР / Москва, 1978. 1985 /; школе ИГУ "Методы исследования стационарных движении механических сястем" / Косква, 1S79 /; школе АН СССР "Проблемы создания базовых элементов БИНС" / Осташков. 1980 /; Всесоюзных конференциях "Созременные проблемы информатики, вычислительной техники и автоматизации" / їйсква, 1985, 1991; 14-01 конференции со вопросам рассеяния энергия при колебаяаяз: механических систем / Киев, 1986 /; на 5~ов Всесоюзной конференции но управлению в ыэханзгчссюк системах / Казань. 1SS3 /; 3-е а Всесоюзной вколе-свиянаре "Нагекагдчэская теория навигации и управления двхаужнмися объектами" / Москва, 1983 /; Всесоюзна* конференциях "Современные проблемы физики и ее приложении" / Москва,
1987, 1990 /; Всесоиэиоя конференции "Нелинейные колебания механических систем" / Горький, 1987 /; школе АН СССР "БИНС-87" / Осташков, 1987 /; республиканской конференции "Динамика твердого тела и устойчивость движения" / Донецк, 1990 /; школе-семинаре "Мэделироваяие и исследование устойчивости физических процессов" / Киев, 1991 /; 5-ої Четаевской конференции "Аналитическая механика, устойчивость и управление движением" / Казань, 1992 /; Все-совзной конференции "Современные продлены механики и технологии машиностроения" ' Москва, 1992л семинарах отдела динамики твердого тела ИМ ІШ у Н. Новгорода
Тезисы 25 докладов и выступлений опубликованы.
ОБЪЕН РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка используемой литературы. Обиий объем работы 316 стр., включая 255 стр. машинописного текста, 49 листов о рисунками и 16 стр. списка литературы, насчитываваего 194 наименования.
