ГСН с гироскопической стабилизацией

ГСН с гироскопической стабилизацией состоит из чувствительного элемента, усилителя, фильтра, датчика момента и гироскопа (рис. 5.3).

Чувствительный элемент определяет угол  (см. рис. 5.1), который является ошибкой гиростабилизатора, следящего за целью.

Усилитель и фильтр служат для усиления и фильтрации сигнала, поступающего с выхода чувствительного элемента.

Сигнал с выхода фильтра  поступает на моментный датчик, который создает момент , действующий на гиростабилизатор. Под действием момента  ось гиростабилизатора прицессирует вокруг оси , а вместе с осью гиростабилизатора разворачивается и ось   гиростабилизатора.

Функциональная схема ГСН с гироскопической стабилизацией приведена на рис. 5.4, а структурная схема - на рис. 5.5.

Линейная математическая модель ГСН с гироскопической стабилизацией имеет вид:

где

Для наглядности эту систему уравнений запишем с использованием углов  и  вместо  и :

                              (5.2)

Найдем передаточную функцию замкнутой системы

(5.3)

Перепишем эту передаточную функцию, приняв за входную величину угловую скорость линии визирования :

(5.4)

откуда следует, что в установившемся режиме (после затухания свободных колебаний в системе) при вращении линии визирования с постоянной угловой скоростью  напряжение  прямо пропорционально этой угловой скорости.

Следовательно, на выходе ГСН с гироскопической стабилизацией получается сигнал , пропорциональный угловой скорости линии визирования цели.

На рис. 5.6 показаны графики переходных процессов в ГСН с гироскопической стабилизацией.

Преимущества гироскопических ГСН следующие:

1. принципиальная простота определения угловой скорости вращения ли­нии визирования (без специальных корректирующих и дифференцирующих устройств);

2. высокая чувствительность, достигаемая за счет больших коэффициентов усиления и высокой чувствительности ГСН;

3. отсутствие влияния угловых движений ЛА на работу головки благодаря трехстепенному подвесу гироскопа, т.е. для гироскопических ГСН характерна развязка угловых движений ЛА и гироскопа.

К недостаткам относятся:

1. достаточная сложность головки (гироскоп в трехстепенном подвесе);

2. ограниченные возможности для построения мощных ГСН с большими даль­ностями обнаружения и высокой разрешающей способностью из-за невозможности создания больших гироскопов, способных нести тяжелые антенны или оптические системы;

3. вредное влияние нутационных колебаний гироскопа при слежении за целью, проявляющееся в дополнительных флуктуациях сигнала угловой ско­рости линии визирования.

Если чувствительный элемент ГСН (радиолокационная антенна или оптическая система) из-за большой массы или габаритов невозможно совместить с осью гироскопа, то его помещают вместе с позиционным гироскопом на подвижную платформу. В этом случае по сигналу с выхода чувствительного элемента ГСН основная ось гироскопа разворачивается моментным электродвигателем в направлении цели, а платформа с помощью своей следящей системы стабилизируется по направлению оси гироскопа.