陀螺罗经的误差

1、陀螺罗经的误差陀螺罗经的误差 主讲主讲 Ray 导航、制导与控制导航、制导与控制 2/25 目录目录 知识回顾知识回顾1 双转子摆式罗经的冲击误差双转子摆式罗经的冲击误差2 舒拉（舒拉（Schuler）原理）原理3 舰船摇摆对陀螺球的指向的影响舰船摇摆对陀螺球的指向的影响4 双转子陀螺球消除摇摆误差的原理双转子陀螺球消除摇摆误差的原理5 3/25 知识回顾知识回顾 v 自由陀螺仪的视运动自由陀螺仪的视运动 PN A B C D E F G H 东西 东 西 东 西 东 西 东西 东 西 西 东 东 西 地球自转 w 4/25 知识回顾知识回顾 v位于北纬的视运动位于北纬的视运动 A1 A2 a

2、 q X 子 水 水 子 赤道 PS PN we 5/25 知识回顾知识回顾 v为什么会有视运动现象为什么会有视运动现象 子午面 水平面 赤道 PS PN we SN Z0 Y Y we w1 w2 E A 6/25 知识回顾知识回顾 v陀螺罗经陀螺罗经 v要使自由陀螺仪主轴在地球上能指示固定的要使自由陀螺仪主轴在地球上能指示固定的 地理方向，旧必须设法抵消因地球自转而产地理方向，旧必须设法抵消因地球自转而产 生的视运动的影响，使主轴能够找北，并稳生的视运动的影响，使主轴能够找北，并稳 定在子午面内。定在子午面内。 v三大系列罗经三大系列罗经 （1）安许茨系列（重心下移直接控制法）安许茨系列（

3、重心下移直接控制法） （2）斯伯利系列（液体连通器直接控制法）斯伯利系列（液体连通器直接控制法） （3）阿玛）阿玛-勃朗系列（电磁摆和水平力矩器间勃朗系列（电磁摆和水平力矩器间 接控制法）接控制法） 7/25 知识回顾知识回顾 v1 下重式罗经的重力控制力矩下重式罗经的重力控制力矩(安许茨安许茨 罗经）罗经） O H G a 8/25 知识回顾知识回顾 v安许茨罗经安许茨罗经 PN A1 A2 东西 地球自转 we 西 东 X X H H Z Z0 Z0 Z O O mg mg G G q 9/25 知识回顾知识回顾 v2 液体连通器罗经重力力矩液体连通器罗经重力力矩(斯伯利罗斯伯利罗 经）经

4、） H X R X R 10/25 知识回顾知识回顾 v 斯伯利罗经斯伯利罗经 PN X X H H O Z Z O q NS SN 11/25 v3 电磁摆控制力矩电磁摆控制力矩(阿玛阿玛-勃朗罗经）勃朗罗经） v电磁控制式罗经是利用电磁摆和水平力电磁控制式罗经是利用电磁摆和水平力 矩器、垂直力矩所组成的电磁控制装置矩器、垂直力矩所组成的电磁控制装置 将罗经主轴引向其稳定位置。将罗经主轴引向其稳定位置。 12/25 双转子摆式罗经的冲击误差双转子摆式罗经的冲击误差 v一、冲击误差的定义：一、冲击误差的定义： v船舶在机动航行过程中，由于惯性对陀船舶在机动航行过程中，由于惯性对陀 螺罗经的影响

5、而引起的误差。螺罗经的影响而引起的误差。 v二、冲击误差的分类：二、冲击误差的分类： v第一类冲击误差（第一类冲击误差（BI ）：）： v惯性力作用于控制设备上惯性力作用于控制设备上 v第二类冲击误差（第二类冲击误差（BII ）：）： v惯性力作用于阻尼设备上惯性力作用于阻尼设备上 13/25 双转子摆式罗经的冲击误差双转子摆式罗经的冲击误差 G O NS J -J -J（B ） （B ） 14/25 第一类冲击误差： b a c 21 设船北纬、加速、设船北纬、加速、 北航（北航（V2V1） 主轴由稳定位置主轴由稳定位置 1向向2进动：进动： b:冲击过头，有冲击过头，有BI c:冲击正好，

6、无冲击正好，无B BI BI在加速终了后经过在加速终了后经过 约约3/4个个TD（约（约12小小 时）自动消失。时）自动消失。 BI a arv1 a arv2 a arv 15/25 第一类误差的消除第一类误差的消除 当罗经的等幅摆动周期等于一摆长为当罗经的等幅摆动周期等于一摆长为 地球半径的数学摆的摆动周期时，不产生地球半径的数学摆的摆动周期时，不产生 第一类冲击误差。第一类冲击误差。 min4 .8422 1 0 g R mglw H T e 16/25 非周期过度的摆式罗经非周期过度的摆式罗经 v第一类误差的消除第一类误差的消除 ee R Kv w sin coscos 0 17/25

7、 第二类冲击误差： （ BII） G O NS J -J（B ） 18/25 第二类冲击误差 v惯性力作用于阻尼设备上而产生的力矩 总是使主轴离开新的稳定位置,则BII与BI 符号相反.且最大值发生在机动后1/4 个 TD。 arv1 arv2 BII r1r2 M M 19/25 第二类冲击误差的消除 v 1高于和等于设计纬度时 ，BI与BII符号相同， B=BI+BII， ， v 可关闭阻尼器，减小总 的冲击误差。 v 2 低于设计纬度时， BI 与BII符号相反， B=BI BII， ， v 不关闭阻尼器，减小总 的冲击误差。 NS G O 阻尼开关阻尼开关 20/25 舒拉（Schul

8、er）原理 w cos 1 min4 .8422 1 0 ee e RH ml g R mglw H T 21/25 舰船摇摆对陀螺球的指向的影响 v 船舶摇摆时所产生的惯性力作用于罗经 的控制设备上而引起的罗经的示度误差 22/25 舰船摇摆对陀螺球的指向的影响 v与罗经的结构参数、罗经的安装位置、 船舶的摇摆姿态、地理纬度和船舶的摇 摆方向等参数有关。 1 2 42 0 2 4 2sin w w Hg Kmglh a b k 23/25 双转子陀螺球消除摇摆误差的原理 由于双转子陀螺球绕主轴具有稳定性由于双转子陀螺球绕主轴具有稳定性 减小了减小了x轴偏转角轴偏转角 使摇摆力矩在垂直轴的分量近似为零