二自由度陀螺儀是自轉軸具有兩個進動自由度的陀螺儀,即陀螺儀的轉子主軸既可以繞水平軸俯仰,又可以繞垂直軸旋轉。各式的陀螺羅�(jīng)都采用二自由度陀螺儀來指示方�,也可以用來組成單軸�(wěn)定器�
二自由度陀螺儀基本原理如圖所�,它由轉�、萬向環(huán)架的內環(huán)及外�(huán)所組成。轉子安裝在內環(huán)的軸承上,并以常值角速度Ω繞自轉軸Z相對于內�(huán)高速旋轉;內環(huán)通過一堆軸承和外環(huán)相�,內�(huán)可以繞內�(huán)軸Y相對于外�(huán)轉動;外�(huán)又通過另一對軸承和陀螺儀的殼體相�,并且可以繞外環(huán)軸X相對于殼體轉�。內�(huán)周X、外�(huán)軸Y及轉子自轉軸Z相互垂直,三軸相較于一點O,該交點為陀螺儀的固定不動點,陀螺儀的所有角運動都以某一瞬間角速度相對于固定不動點O而轉動�
二自由度陀螺儀有三個自由度:一是繞自轉軸OZ相對于內�(huán)的轉�;二是帶有轉子的內環(huán)繞內�(huán)軸OY的轉�;三是帶有內�(huán)及轉子的外環(huán)繞外�(huán)軸OX的轉動,故稱此類陀螺儀為二自由度陀螺儀。二自由度陀螺儀可實�(xiàn)OZ軸指向任意慣性空��
二自由度陀螺儀在應用中相當于兩個積分陀螺儀,其內環(huán)軸A和外�(huán)軸B均為�(wěn)定軸,可同時提供兩條正交的穩(wěn)定軸�。由于二自由度陀螺儀為復合結構體,它的取向形式是有限的。通常用于�(wěn)定z軸和y軸的取向有兩種:《SAB�,即自轉軸S沿x軸方向,外環(huán)軸B沿z軸方�,內�(huán)軸A沿y軸方�;《SBA》,既自轉軸S沿x軸方�,外�(huán)軸B沿y軸方�,內�(huán)軸A沿z軸方向�
沿內�(huán)軸作用的干擾力矩,主要是由于陀螺組合件(內�(huán)組合件)的缺陷引起的,而沿外環(huán)軸B的干擾力矩,不僅包括內環(huán)組件缺陷引起的有害力�,而且還包括外�(huán)構建缺陷�(chǎn)生的有害力矩。因�,B軸的漂移率較A軸低。在設計�,可根據(jù)具體要求確定合理的取向形��
采用二自由度陀螺儀的慣性平臺,多選用兩個陀螺儀。陀螺N-《SBA�;陀螺E-《BSA�。當利用殼體旋轉法補償陀螺漂移時,陀螺的取向為N-《SBA�,E-《SAB》�
二自由度陀螺儀可用來組成單軸穩(wěn)定器,圖給出了用二自由度陀螺儀作為敏感元件組成的單軸穩(wěn)定器結構原理圖。圖中C表示飛行器載�,其上裝著單軸平臺P,在平臺上安裝一個二自由度液浮陀螺儀,用坐標系OXYZ來表示平臺坐標系,對應的陀螺儀坐標系用Oxyz來表�,陀螺儀的內�(huán)軸和被穩(wěn)定的平臺軸平行安�,即Ox平行于OX�
在陀螺的內環(huán)軸上裝有信號傳感器S。由于二自由度陀螺儀是相對慣性空間穩(wěn)定的,因�,當平臺繞OX軸有干擾力矩M存在�,平臺繞OX軸相對慣性空間有轉角�(chǎn)�,也就相當于繞陀螺的內環(huán)軸有偏差角出�(xiàn),陀螺內�(huán)軸上信號傳感器S就有信號輸出,此信號�(jīng)過平臺控制器送入直流力矩電機,該力矩電機帶動平臺旋轉,消除此偏角,或達到力矩平衡,從而保證了平臺相對慣性空間繞X軸的�(wěn)��
維庫電子�,電子知識,一查百��
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