Интегрированные системы ориентации и навигации для морских подвижных объектов - Анучин О.Н.
ISBN 5-90780-22-8
Скачать (прямая ссылка):
Выбор .вида управляющих напряжений. При выборе вида управляющих напряжений предпочтение может быть отдано подвесу на постоянном токе. Несмотря на некоторые преимущества подвесов на переменном токе (относительная простота схемотехнических решений и меньшая вероятность накопления заряда на роторе), решающим является повышение энергетических характеристик подвеса при одинаковых уровнях управляющих напряжений. Перспективный путь - распределение полярности управляющих напряжений в целях создания минимального потенциала на роторе. Принципиально также введение ограничений напряженности электрического поля в зазоре подвеса до напряженности автоэлектронноП эмиссии. Уровень таких ограничений определяется конструкцией ЧЭ, выбранными материалами, степенью очистки вакуумной полости, наличием в зазоре подвеса острых кромок, являющихся концентраторами напряженности электрического поля.
175
Построение контура канала подвеса. Следяшая система электростатического подвеса ротора — достаточно сложное электронное устройство, при построении которого необходимо учитывать его специфичные особенности, К ним, в первую очередь, относятся:
• наличие внутренних положительных обратных связей, обусловленных как природой сил электростатического взаимодействия заряженных тел, так и геометрической формой зазора в подвесе;
• необходимость использования относительно высоких управляющих напряжений в выходных каскадах следящей системы подвеса.
При построении электронного блока следящей системы подвеса необходимо обеспечить:
• минимальную статическую ошибку подвеса ротора;
• введение контура стабилизации скорости вращения ротора;
• возможность регулирования положения ротора в подвесе для совмещения его центра с геометрическим центром сферы электродов или упоров;
• возможность точного регулирования каждого канала подвеса для обеспечения его равножесткости и пространственной стабилизации скорости вращения ротора;
• перегрузочную способность подвеса с учетом требований эксплуатации {для большинства реальных применений гироскопа эта величина не превышает 10 - 15 g).
Конструктивное исполнение электронных блоков подвеса должно обеспечивать максимально плотную компоновку их непосредственно на ЧЭ гироскопа с целью уменьшения и стабилизации «паразитных» емкостей, повышения надежности прибора и безопасности использования высоковольтной электроники.
Развитие новой элементной базы, и в частности появление новых типов высоковольтных транзисторов с малыми габаритами и энергопотреблением, с высокими частотными характеристиками, позволило перейти к разработке электростатических подвесов постоянного тока с бестрансформаторной схемой выходного высоковольтного усилителя. Основным достоинством этой схемы является широкая полоса пропускания, что позволяет создавать подвесы с большой жесткостью и перегрузочной способностью, повысить их технологичность и простоту настройки, а также надежность за счет исключения большого числа высоковольтных трансформаторов. Теоретически доказана более высокая точность
176
и помехозащищенность такой схемы подвеса, в том числе счет большого различия в частотах силоообразущего напряже^ и сигналов в контуре измерения положения ротора. Схемные ре шения Л применяемая элементная база, отсутствие таких элемен тов как высоковольтные трансформаторы, позволяют осущест_ вить миниатюризацию электронных блоков подвеса с испольэо-ванием гибридно-интегральных микросборок.
Конструктивное построение электродного блока подвеса. Oc-новные технические требования к узлу электродов подвеса:
• точное базирование электродов подвеса, обеспечивающее создание единой сферической поверхности, на которой должны быть расположены внутренние поверхности электродов;
• отсутствие острых кромок, сколов, раковин и прочих нарушений сплошности и гладкости поверхностей электродов, которые могут создать концентрацию напряженности в зазоре подвеса ротора,
• высокая степень очистки узла перед сборкой блока повеса,
• точное базирование оптического канала для первичного преобразователя системы съема информации об угловом положении ротора;
• обеспечение надежного контакта электродов с цепями системы управления подвесом ротора и высокой прочности изоляции этих цепей от корпуса прибора;
• необходимость формирования внутри рабочего зазора опорных поверхностей, принадлежащих единой сфере с диаметром, обеспечивающим перемещение ротора не более чем на 50 -60% зазора, и изготовленных из материала с малым коэффициентом трения в контакте с материалом ротора;
• обеспечение возможностей стабилизации величины заряда ротора в каждом запуске и снятия заряда при превышении им допустимых величин.
Блок питания подвеса. Использование в контуре подвеса Усй" литслей постоянного тока с непосредственными связями ставит задачу создания источника высоковольтного напряжения этих усилителей, управление которым создаст силообразуюШИ" сигнал в контуре подвеса. Основные требования к этому устрої" ству:
• высокая надежность (так как его отказ неизбежно привода к отказу гироскопа);
• большой коэффициент полезного действия;
