RU2572501C1 - Gyroscope drift correction method and apparatus therefor - Google Patents
Gyroscope drift correction method and apparatus therefor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2572501C1 RU2572501C1 RU2014140387/28A RU2014140387A RU2572501C1 RU 2572501 C1 RU2572501 C1 RU 2572501C1 RU 2014140387/28 A RU2014140387/28 A RU 2014140387/28A RU 2014140387 A RU2014140387 A RU 2014140387A RU 2572501 C1 RU2572501 C1 RU 2572501C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drift
- gyroscope
- rotor
- stator
- correction
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гироскопической технике, а именно к способам коррекции дрейфа гироскопа с ротором на сферической шарикоподшипниковой опоре.The invention relates to a gyroscopic technique, and in particular to methods for correcting the drift of a gyroscope with a rotor on a spherical ball bearing.
Известен способ [1] динамической балансировки гироскопа, содержащего статор, ротор на сферической шарикоподшипниковой опоре и датчик угла, включающий вращение ротора, измерение дисбаланса и его коррекцию.A known method [1] of the dynamic balancing of a gyroscope containing a stator, a rotor on a spherical ball bearing and an angle sensor, including rotation of the rotor, measuring imbalance and its correction.
Известен способ [2] коррекции дрейфа гироскопа с синхронным гистерезисным электродвигателем, содержащего статор, ротор на сферической шарикоподшипниковой опоре и датчик угла, включающий вращение ротора, измерение дрейфа и его коррекцию путем удаления ферромагнитной массы статора в месте, соответствующем направлению дрейфа.A known method [2] of the correction of the drift of a gyroscope with a synchronous hysteresis motor containing a stator, a rotor on a spherical ball bearing and an angle sensor, including rotation of the rotor, measurement of drift and its correction by removing the ferromagnetic mass of the stator in a place corresponding to the direction of drift.
Известно устройство для определения дрейфа гироскопа с синхронным гистерезисным электродвигателем [2], содержащего статор, ротор на сферической шарикоподшипниковой опоре и датчик угла, включающее соединенные последовательно задающий генератор и инвертор, выход которого подключен к электродвигателю гироскопа, измеритель, подключенный к датчику угла, конденсатор, подключенный параллельно питающей шине инвертора, переключатель между генератором и инвертором, синхронно связанный с другим переключателем, включенным в разрыв шины питания инвертора.A device for determining the drift of a gyroscope with a synchronous hysteresis motor [2], containing a stator, a rotor on a spherical ball bearing and an angle sensor, including a series-driving oscillator and an inverter, the output of which is connected to a gyroscope electric motor, a meter connected to an angle sensor, a capacitor, connected in parallel to the inverter supply bus, a switch between the generator and the inverter synchronously connected to another switch included in the power bus break inverter.
Известно устройство для управления двухфазным бесколлекторным электродвигателем постоянного тока [3], содержащим ротор с постоянными магнитами и статор с несколькими обмотками, включающее микроконтроллер, аналого-цифровой преобразователь и широтно-импульсный модулятор.A device for controlling a two-phase brushless DC motor [3], containing a rotor with permanent magnets and a stator with several windings, including a microcontroller, analog-to-digital converter and pulse-width modulator.
Общим недостатком приведенных способов и устройств является отсутствие коррекции дрейфа гироскопа без его разборки.A common disadvantage of the above methods and devices is the lack of correction of the drift of the gyroscope without disassembling it.
Целью изобретения является обеспечение коррекции дрейфа непосредственно в процессе его измерения, без разборки гироскопа.The aim of the invention is the provision of drift correction directly in the process of measuring it, without disassembling the gyroscope.
Технический результат заключается в снижении трудоемкости изготовления и повышении точности гироскопического прибора.The technical result consists in reducing the complexity of manufacturing and increasing the accuracy of the gyroscopic device.
В способе коррекции дрейфа гироскопа с двухфазным бесколлекторным электродвигателем постоянного тока, содержащего статор, ротор на сферической шарикоподшипниковой опоре, датчики угла и датчики момента, включающем вращение ротора, измерение дрейфа и его коррекцию, согласно изобретению коррекцию дрейфа проводят непосредственно в процессе его измерения путем компенсации постоянной составляющей электрического тока в фазных обмотках статора двигателя гироскопа.In the method for correcting the drift of a gyroscope with a two-phase brushless DC motor containing a stator, a rotor on a spherical ball bearing, angle sensors and torque sensors, including rotation of the rotor, measuring the drift and correcting it, according to the invention, the correction of the drift is carried out directly in the process of measuring it by compensating for the constant constant component of the electric current in the phase windings of the stator of the gyroscope engine.
К существенным отличиям предложенного способа относится то, что коррекцию дрейфа проводят непосредственно в процессе его измерения, без разборки гироскопа.Significant differences of the proposed method include the fact that the correction of the drift is carried out directly in the process of measuring it, without disassembling the gyroscope.
В устройство для коррекции дрейфа гироскопа с двухфазным бесколлекторным электродвигателем постоянного тока, содержащего статор, ротор на сферической шарикоподшипниковой опоре, датчики угла и датчики момента, включающее два датчика положения ротора, стабилизатор частоты вращения ротора, два усилителя мощности, выход каждого из которых подключен к фазным обмоткам статора электродвигателя гироскопа, измеритель, подключенный к датчику угла гироскопа, согласно изобретению в разрыв цепей «стабилизатор частоты вращения - усилитель мощности» дополнительно включают сумматоры, на дополнительный вход которых поступают сигналы с регулировочных резисторов, подключенных к стабилизированным источникам питания, позволяющие компенсировать постоянные составляющие электрических токов в фазных обмотках статора двигателя гироскопа.A device for correcting the drift of a gyroscope with a two-phase brushless DC motor containing a stator, a rotor on a spherical ball bearing, angle sensors and torque sensors, including two rotor position sensors, a rotor speed regulator, two power amplifiers, each of which is connected to a phase the stator windings of the gyroscope electric motor, a meter connected to the gyroscope angle sensor, according to the invention, into the open circuit “speed regulator - power amplifier These ”additionally include adders, the additional input of which receives signals from regulating resistors connected to stabilized power sources, which make it possible to compensate for the constant components of electric currents in the phase windings of the stator of the gyroscope motor.
К существенным отличиям предложенного устройства относится наличие в нем сумматоров и регулировочных резисторов, сигналы с которых позволяют компенсировать постоянные составляющие электрических токов в фазных обмотках статора.Significant differences of the proposed device include the presence of adders and adjusting resistors in it, the signals from which compensate for the constant components of electric currents in the stator phase windings.
Предложенный способ реализуют следующим образом.The proposed method is implemented as follows.
Включают гироскоп, используя источник питания бесколлекторного двигателя постоянного тока со схемой управления и стабилизации частоты вращения ротора, содержащей два датчика положения, стабилизатор частоты вращения ротора, два сумматора с регулировочными резисторами и два усилителя мощности. После полного разгона ротора гиромотора измеряют на датчике угла величину дрейфа гироскопа и одновременно проводят его коррекцию путем подачи с помощью регулировочных резисторов постоянных напряжений на вход усилителей мощности.The gyroscope is turned on using a power supply of a brushless DC motor with a control circuit and stabilization of the rotor speed containing two position sensors, a rotor speed stabilizer, two adders with adjusting resistors and two power amplifiers. After complete acceleration of the gyromotor rotor, the gyro drift is measured on the angle sensor and at the same time it is corrected by applying constant voltage to the input of power amplifiers using adjusting resistors.
Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 представлен чертеж гироскопа с двухфазным бесколлекторным двигателем постоянного тока.In FIG. 1 is a drawing of a gyroscope with a two-phase brushless DC motor.
На фиг. 2 показана структурная схема устройства для определения и коррекции дрейфа гироскопа в процессе его измерения.In FIG. 2 shows a block diagram of a device for determining and correcting the drift of a gyroscope during its measurement.
На фиг. 1 представлен статор 1 с обмотками 2 и датчиками 3 положения, ротор 4, сферическая шарикоподшипниковая опора 5, датчики 6 угла и датчики 7 момента. В роторе 4 выполнена кольцевая полость, в которой находятся кольцевой двухполюсный магнит 8 и кольцевой магнитопровод 9. Создание вращающего момента ротора основано на правиле Флеминга.In FIG. 1 shows a stator 1 with
На проводник с током, расположенный в магнитном поле, действует сила. Направление силы определяется правилом левой руки, а ее значение равно:A force is applied to a current conductor located in a magnetic field. The direction of the force is determined by the rule of the left hand, and its value is:
гдеWhere
Ζ - количество проводников;Ζ is the number of conductors;
В - магнитная индукция в воздушном зазоре;B - magnetic induction in the air gap;
I - электрический ток;I is the electric current;
L - эффективная длина проводника.L is the effective length of the conductor.
На фиг. 2 представлены датчики 3 положения ротора 4, устройство 10 стабилизации частоты вращения ротора 4, сумматоры 11, 12, усилители мощности 13, 14, регулировочные резисторы 15, 16, датчики 6 угла и измеритель 17 дрейфа.In FIG. 2,
Особенностью гироскопа с ротором на сферической шарикоподшипниковой опоре и двухфазным бесколлекторным двигателем является наличие дрейфа от вращающего момента ротора, величина которого зависит от распределения электрического тока I формулы (1) в фазных обмотках статора.A feature of a gyroscope with a rotor on a spherical ball bearing and a two-phase brushless motor is the presence of a drift from the rotor torque, the magnitude of which depends on the distribution of electric current I of formula (1) in the stator phase windings.
Способ коррекции дрейфа гироскопа осуществляют следующим образом.The method of correction of the drift of the gyroscope is as follows.
В схему фиг. 2 введены сумматоры 11, 12 и регулировочные резисторы 15, 16. Путем подачи постоянных напряжений на вход усилителей 13, 14 мощности проводится перераспределение электрического тока в фазах 1, 2. На датчике 6 угла измерителем 17 измеряют дрейф гироскопов, вращением резисторов 15, 16 проводят его коррекцию.In the circuit of FIG. 2,
Работа устройства для осуществления коррекции дрейфа осуществляется следующим образом.The operation of the device for the implementation of drift correction is as follows.
При подаче питания сигналы прямоугольной формы с датчиков 3 положения поступают на устройство 10 стабилизации частоты вращения ротора, которое сравнивает частоту прямоугольных импульсов с датчиков положения с образцовой и формирует выходные прямоугольные напряжения с изменяемой амплитудой. Далее прямоугольные напряжения поступают на вход сумматоров 11, 12, на другой вход которых поступают постоянные напряжения с регулировочных резисторов 15, 16, выход сумматоров подключен к усилителям 13, 14 мощности, формирующим необходимые напряжения и токи для управления обмотками 2 двухфазного бесколлекторного двигателя с ротором 4. Для обеспечения стабильности вышеуказанных напряжений резисторы 15, 16 подключают к стабилизированным источникам питания +U и -U. При этом на датчике 6 угла измерителем 17 измеряют дрейф гироскопа. Коррекция дрейфа гироскопа проводится вращением регулировочных резисторов 15, 16.When power is applied, square-shaped signals from
Данная схема позволяет компенсировать не только дрейф, вызванный вращающим моментом ротора, но и дрейф, обусловленный другими факторами (трение, аэродинамика и т.д.).This scheme allows you to compensate not only for the drift caused by the rotor torque, but also for the drift caused by other factors (friction, aerodynamics, etc.).
Предложенные изобретения использованы в макетных образцах гироскопа на шаровом подвесе с двухфазным бесколлекторным двигателем и показали значительное упрощение и сокращение регулировки дрейфа гироскопа.The proposed inventions were used in prototype gyroscopes on a ball suspension with a two-phase brushless motor and showed a significant simplification and reduction of gyro drift adjustment.
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ №2334205, МПК G01M 1/34, 2007 г. 1. RF patent No. 2334205, IPC G01M 1/34, 2007
2. Патент РФ №2410658, МПК G01M 1/34, G01C 25/00, 2009 г. 2. RF patent No. 2410658, IPC G01M 1/34, G01C 25/00, 2009
3. Информационный материал «AVR440: Управление двухфазным бесколлекторным электродвигателем постоянного тока без датчиков», (стр. 1-10).3. Information material “AVR440: Control of a two-phase brushless DC motor without sensors”, (p. 1-10).
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014140387/28A RU2572501C1 (en) | 2014-10-06 | 2014-10-06 | Gyroscope drift correction method and apparatus therefor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014140387/28A RU2572501C1 (en) | 2014-10-06 | 2014-10-06 | Gyroscope drift correction method and apparatus therefor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2572501C1 true RU2572501C1 (en) | 2016-01-10 |
Family
ID=55072194
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014140387/28A RU2572501C1 (en) | 2014-10-06 | 2014-10-06 | Gyroscope drift correction method and apparatus therefor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2572501C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106122700A (en) * | 2016-08-19 | 2016-11-16 | 维高时代(北京)科技有限公司 | The stabilized platform shafting structure of a kind of gyrocontrol high definition camera chain and assembly method thereof |
RU2622235C1 (en) * | 2016-03-09 | 2017-06-13 | Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") | Method of management of indicator gyroscopic platform and device for its implementation |
RU2701458C1 (en) * | 2019-02-18 | 2019-09-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Installation for removal of mechanical characteristics of gyro motor |
RU2741564C2 (en) * | 2019-04-15 | 2021-01-26 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Error correction method of integrated navigation systems |
RU2789116C1 (en) * | 2021-11-19 | 2023-01-30 | Публичное акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" | Apparatus for controlling an engine and correcting the drift of a gyroscope |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU924719A1 (en) * | 1980-09-03 | 1982-04-30 | Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола | Scanning operational amplifier |
EP0789223B1 (en) * | 1995-08-28 | 2002-12-04 | Data Tec Co., Ltd. | Movement detector |
RU2225024C1 (en) * | 2002-07-01 | 2004-02-27 | Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "Темп-Авиа" | System of image stabilization on mobile base |
RU2410658C1 (en) * | 2009-07-06 | 2011-01-27 | Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") | Method to correct gyroscope drift and device for its realisation |
-
2014
- 2014-10-06 RU RU2014140387/28A patent/RU2572501C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU924719A1 (en) * | 1980-09-03 | 1982-04-30 | Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола | Scanning operational amplifier |
EP0789223B1 (en) * | 1995-08-28 | 2002-12-04 | Data Tec Co., Ltd. | Movement detector |
RU2225024C1 (en) * | 2002-07-01 | 2004-02-27 | Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "Темп-Авиа" | System of image stabilization on mobile base |
RU2410658C1 (en) * | 2009-07-06 | 2011-01-27 | Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") | Method to correct gyroscope drift and device for its realisation |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2622235C1 (en) * | 2016-03-09 | 2017-06-13 | Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") | Method of management of indicator gyroscopic platform and device for its implementation |
CN106122700A (en) * | 2016-08-19 | 2016-11-16 | 维高时代(北京)科技有限公司 | The stabilized platform shafting structure of a kind of gyrocontrol high definition camera chain and assembly method thereof |
CN106122700B (en) * | 2016-08-19 | 2018-06-15 | 维高时代(北京)科技有限公司 | The stabilized platform shafting structure and its assembly method of a kind of gyrocontrol high definition camera chain |
RU2701458C1 (en) * | 2019-02-18 | 2019-09-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Installation for removal of mechanical characteristics of gyro motor |
RU2741564C2 (en) * | 2019-04-15 | 2021-01-26 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Error correction method of integrated navigation systems |
RU2789116C1 (en) * | 2021-11-19 | 2023-01-30 | Публичное акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" | Apparatus for controlling an engine and correcting the drift of a gyroscope |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2572501C1 (en) | Gyroscope drift correction method and apparatus therefor | |
US9929683B2 (en) | Motor drive device and brushless motor | |
CN105720883B (en) | Method and apparatus for automatically tuning a current regulator of a motor | |
EP2543133A2 (en) | Current sensor error compensation | |
US11264932B2 (en) | Apparatus for quasi-sensorless adaptive control of switched reluct ange motor drives | |
US10069447B2 (en) | Method and arrangement for reducing the torque ripple of a DC motor | |
CN111756297A (en) | Determining an initial position of a rotor of a permanent magnet synchronous machine | |
US9899942B2 (en) | Using static excitation system to reduce the amplitude of torsional oscillations due to fluctuating industrial loads | |
CN105706353B (en) | For controlling the method and system of the three-phase electric machine by chopping voltage power supply of motor vehicles | |
CN102710205A (en) | Orientation control system and method for asynchronous motor | |
JP5667153B2 (en) | Magnetic pole position detector for synchronous motor | |
KR20040111469A (en) | System and method for controlling a permanent magnet electric motor | |
JP2014124075A (en) | Back electromotive force detection circuit and motor driving control apparatus using the same | |
KR20190142630A (en) | Permanent magnet synchronous motomethod control apparatus and its method | |
US20190312535A1 (en) | Method for Adjusting an Amplitude of a Voltage Injection of a Rotating, Multi-Phase Electric Machine, which Electric Machine is Fed by Means of a PWM-Controlled Inverter | |
JP2011078222A (en) | Motor drive control circuit | |
Antonello et al. | Theory and implementation of a MTPA tracking controller for anisotropic PM motor drives | |
JP2010035352A (en) | Device for estimating rotor position of synchronous electric motor | |
JP2010035351A (en) | Device for estimating rotor position of synchronous electric motor | |
JP6388922B2 (en) | Method for controlling a synchronous electric machine, system corresponding thereto, and motor vehicle equipped with the system | |
Tutaev et al. | Rotor speed estimation in control system of electric drive based on induction inverter-fed motor | |
Alberti et al. | Self-adaptive high-frequency injection based sensorless control for IPMSM and SynRM | |
An et al. | Sensorless field oriented control using back-EMF and flux observer for a surface mounted permanent magnet synchronous motor | |
EP3267575B1 (en) | Motor controller, motor driver, and motor driving system | |
JP2010035353A (en) | Device for estimating rotor position of synchronous electric motor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171007 |