Elementy teorii i zastosowań giroskopu sterowanego.

Elementy teorii i zastosowań giroskopu sterowanego.

SPIS TREŚCI
WYKAZ WAŻNIEJSZYCH OZNACZEŃ 6
1. RYS HISTORYCZNY TEORII GIROSKOPU 13
1.1. Elementy klasyfikacji giroskopów 13
1.2. Ewolucja pojęcia giroskopu 15
1.3. Podstawowe etapy rozwoju giroskopu 16
1.3.1. Giroskop kursu 20
1.3.2. Pion giroskopowy 21
1.3.3. Giroskopowa platforma stabilizowana 22
1.3.4. Giroskop laserowy 24
1.3.5. Giroskop światłowodowy 28
1.3.6. Giroskop piezoelektryczny 28
1.3.7. Giroskop widełkowy 31
1.3.8. Mikrogiroskop z wirującym dyskiem 33
1.3.9. Mikrogiroskop z wibrującym pierścieniem 34
1.3.10. Przykłady giroskopowych przyrządów pilotażowych 35
1.3.11. Przykład przyrządu obserwacyjnego z wbudowanym
giroskopem 38
1.4. Nowe wyzwania dla giroskopu 39
2. RÓWNANIA RUCHU KULISTEGO CIAŁA SZTYWNEGO 41
2.1. Kinematyka ruchu ciała sztywnego 41
2.1.1. Kąty Eulera 42
2.1.2. Kąty Cardana 49
2.2. Energia kinetyczna ciała sztywnego 53
2.3. Równania ruchu ciała sztywnego w ruchu kulistym 54
2.3.1. Przypadek Eulera. Interpretacja geometryczna ruchu ciała
zaproponowana przez Poinsota 60
2.3.2. Przypadek Lagrange’a. Precesja pseudoregularna 68
2.3.3. Przypadek Kowalewskiej ruchu kulistego ciała sztywnego 75
2.4. Istota efektu giroskopowego 79
3. DYNAMIKA GIROSKOPU NA RUCHOMEJ PODSTAWIE 86
3.1. Wady igły magnetycznej i wahadła jako przyrządów pomiarowych 86
3.2. Równania ruchu giroskopu na ruchomej podstawie 89
3.3. Wpływ tarcia w łożyskach zawieszenia na ruch giroskopu 103
3.4. Czujniki giroskopowe przemieszczeń, prędkości i przyspieszeń kątowych 108
4 Zbigniew Koruba
3.4.1. Giroskop o dwóch stopniach swobody jako czujnik przemieszczeń i prędkości kątowych 112
3.4.1.1. Analiza czujnika prędkości kątowych (schemat A) 115
3.4.1.2. Analiza czujnika przemieszczeń kątowych
(schemat B) 117
3.4.2. Giroskop o trzech stopniach swobody jako czujnik prędkości
i przyspieszeń kątowych 119
3.4.3. Analiza równań technicznych giroskopu pod działaniem sił 123
3.4.3.1. Działanie na giroskop chwilowych momentów
impulsów sił 123
3.4.3.2. Ruch giroskopu przy oddziaływaniu stałego momentu
zewnętrznego 129
3.4.3.3. Ruch giroskopu pod wpływem momentu zewnętrznego, zmieniającego się harmonicznie 131
3.4.3.4. Ruch giroskopu pod wpływem momentu zewnętrznego, wywołanego niewyważeniem giroskopu 134
3.4.3.5. Ruch giroskopu pod wpływem ruchu wirowego Ziemi 136
4. PLATFORMY GIROSKOPOWE 144
4.1. Zasada działania jedno- i dwuosiowej platformy giroskopowej
(JPG i DPG) 145
4.2. Zlinearyzowane równania ruchu trzystopniowej platformy
giroskopowej (TPG) 152
4.3. Sterowanie położeniem platformy giroskopowej 158
4.4. Sterowanie i korekcja jedno-, dwu-, i trzyosiowej platformy
giroskopowej 166
4.4.1. Przykład liczbowy 172
4.4.2. Uwagi końcowe 183
5. STEROWANIE GIROSKOPEM W UKŁADACH SAMONAPROWADZANIA OBIEKTÓW LATAJĄCYCH 184
5.1. Giroskop w bezzałogowym aparacie latającym (BAL) 184
5.1.1. Kinematyka nawigacji BAL 185
5.1.1.1. Równania kinematyki ruchu BAL 186
5.1.1.2. Równania ruchu linii wyszukiwania i obserwacji celu
(LWOC) 191
5.1.1.3. Tor ruchu punktu G 192
5.1.1.4. Kinematyka ruchu celu 193
5.1.2. Sterowanie osią giroskopu na pokładzie bojowego BAL 197
5.1.3. Sterowanie BAL 202
5.1.4. Uwagi końcowe 203
Spis treści 5
5.2. Giroskop w lotniczej bombie kierowanej 204
5.2.1. Kinematyka ruchu samonaprowadzania aparatu latającego na cel naziemny 205
5.2.2. Równania ruchu bomby kierowanej 213
5.2.3. Giroskopowy układ sterowania bombą 218
5.2.4. Prawo sterowania dla pilota automatycznego bomby kierowanej 222
5.2.5. Otrzymane wyniki i wnioski końcowe 223
LITERATURA 233