НАВИГАЦИОННЫЕ И ГИРОСКОПИЧЕСКИЕ
СИСТЕМЫ
УДК 621.31(075.8)
С. А. В а с ю к о в
РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ
ПАРАМЕТРОВ СФЕРИЧЕСКОГО
ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОДВЕСА
Рассмотрены вопросы выбора электромеханических параметров
трехосного сферического подвеса с электродами в виде правиль-
ных сферических сегментов. На основе минимального набора ба-
зовых параметров рассчитаны опорные напряжения на электро-
дах, коэффициенты усиления звеньев системы стабилизации и па-
раметры статических и астатических регуляторов. Предложен
многоступенчатыйподход к оптимизации характеристик подве-
са, основанныйна использовании как линейных одномерных, так и
нелинейных многосвязных моделей подвеса.
В электростатическом гироскопе (ЭСГ) ротор, представляющий со-
бой сферическое проводящее тело, помещен в вакуумную полость,
отцентрирован с помощью электростатического подвеса и раскручен
до номинальных оборотов. В идеальном гироскопе движение рото-
ра вокруг центра масс соответствует случаю Эйлера и не зависит от
движения самого центра масс. В реальных же гироскопах вследствие
неидеальности как самого ротора, так и подвеса, когда центр масс не
совпадает с геометрическим центром поверхности, силы веса и под-
держивающие силы оказываются приложенными в разных точках. Ось
вращения при этом не проходит ни через центр масс, ни через центр
фигуры и движение оказывается отличным от случая Эйлера. Оба
этих фактора (несовершенство геометрии и дисбаланс ротора) опре-
деляют точностные характеристики прибора в целом. Количественная
оценка точностных параметров может быть получена из анализа со-
ответствующей системы уравнений движения; эта задача достаточно
полно решена в работе [1].
В настоящее время опубликовано достаточно большое число работ,
затрагивающих отдельные вопросы, возникающие при проектирова-
нии приборов с электростатическим подвесом (ЭСП): расчет силовых
характеристик, уводящих моментов, датчиков перемещений, расчет
системы съема информации об угловом положении ротора и т.д. Рас-
смотрение же вопросов, связанных с работой подвеса как динами-
ческой системы, проводилось в рамках линейных одномерных моде-
лей. Это не позволяло исследовать поведение подвеса при смещениях
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2008. № 3 113
