NGHIÊN CỨU TRAO ĐỔI CON QUAY HAI BẬC Tự DO ĐO TỐC ĐỘ GÓC VỚI KÉT CẤU LÒ XO ĐIỆN THE 2 DOF GYROSCOPE USED TO MEASURE ANGULAR SPEED WITH ELECTRIC SPRING STRUCTURE TS Nguyễn Văn Tuyến, TS Nguyễn Việt Tru[.]
NGHIÊN CỨU - TRAO ĐỔI CON QUAY HAI BẬC Tự DO ĐO TỐC ĐỘ GĨC VỚI KÉT CẤU LỊ XO ĐIỆN THE 2-DOF GYROSCOPE USED TO MEASURE ANGULAR SPEED WITH ELECTRIC SPRING STRUCTURE TS Nguyễn Văn Tuyến, TS Nguyễn Việt Trung Học viện Kỹ thuật Quân TÓM TÁT Bài báo trình bày mơ hình kết cẩu quay hai bậc tự đo tốc độ góc với kết câu lị xo khí; cấu tạo, ngun lý hoạt động phương trĩnh chuyển động quay hai bậc tự đo tơc độ góc với kết cấu lị xo điện ứng dụng kỹ thuật đê đạt độ chỉnh xác điều khiển trình bay loại vũ khí Từ khóa: Con quay hai bậc tự do; Con quay hai bậc tự với kết cấu lò xo điện ABSTRACT This article presents a two-speed gyratory speed profile structure with mechanical spring structure; The principle of operation and equation of motion of the two-degree gyroscope is to measure angular velocity with the electric spring structure together with its application in engineering to achieve the accuracy in control the flight process of the weapons Keywords: The 2-dofgyroscope; The 2-dofgyroscope with electric spring structure l.ĐẶT VẤN ĐÈ Trong hệ thong tự động điều khiến tên lửa, máy bay, xe tăng, tàu chiến, vệ tinh tàu vũ trụ, quay hai bậc tự dùng đê đo tốc độ góc, gia tốc góc, góc lệch, tích phân tốc độ hệ thống dẫn đường quán tính, hệ thống ổn định quỳ đạo điều khiển tầm hướng bay [1], Với độ xác cao, quay hai bậc tự tốc độ góc kết cấu lị xo khí sử dụng rộng rãi, nhiên việc thiết kế, chế tạo cấu lị xo khí có dải đo rộng ngưỡng nhạy cao nhiệm vụ khó kỳ thuật; điều khắc phục sử dụng quay hai bậc tự có kết cấu lị xo điện thay cho lị xo khí Để làm rõ kết cấu; ưu, nhược điểm xây dựng phương trình chuyển động quay hai bậc tự có kết cấu lị xo điện, nội dung nghiên cứu báo 1.1 Mơ hình kết cấu quay hai bậc tự đo tốc độ góc với lị xo khí Các hệ tọa độ hình 1: - Oxyz: Hệ trục tọa độ gắn với thiết bị mang quay, điểm o gắn cố định thiết bị; trục Ox trùng với trục dọc, trục Oz trùng với ISSN 2615 - 9910 (bản in), ISSN 2815 - 5505 (online) TẠP CHÍ Cơ KHÍ VIỆT NAM, số 293, tháng năm 2022 cokhivietnam.vn / tapchicokhi.com.vn 109 NGHIÊN CỨU-TRAO ĐỔI trục ngang thiết bị mang; trục Oy vng góc với mặt phẳng Oxz, tạo thành tam diện thuận Oxyz; Nếu tín hiệu quay điện áp Urđược lấy (ghi nhận) từ chiết áp từ biểu thức (1), độ nhạy quay tính tỷ số: - Oxty z : Hệ trục tọa độ gắn với quay; điêm tâm quay trùng với êm gốc o hệ tọa độ Oxyz Hình Mơ hình kết cấn quay hai bậc tự đo tốc độ góc với lị xo khí: - Lị xo cân bang; - Rotor; - Bộ giảm chấn; - Biến trở chiết áp; - Thanh quét Nhược điểm quay hai bậc tự đo tốc độ góc với cấu lị xo khí thiết bị đo dạng khơng khép kín, thay đổi thông số chi tiết thành phần ảnh hưởng trực tiếp tới độ xác đo Theo [1, 2, 4], điện áp lấy từ câm biến tốc độ góc xác định bàng biểu thức: ưr=u= 2/?0 clị y (1) Trong đó: - Điện áp Ur lấy từ quét biến trở diêm biến trở; - 2P(): Góc quấn biến trở (chiết áp) dải đo chiết áp; - Uc: Hiệu điện nguồn nuôi cấp cho biên trở (đặt vào hai đâu mạch chiết áp) U —= (2) Từ biểu thức (2) thấy rõ thay đổi điện áp u cấp cho biến trở ảnh hường trực tiếp tới độ nhạy (h,) quay đo tốc độ góc; sai số dao động điện áp Uc mạch nguồn bên đạt tới vài phần trăm, nên có thê coi độ nhạy đo tốc độ góc thiết bị với cấu lị xo khí có sai số đo nằm giới hạn đó, chí cịn cao Bởi việc thiết kế, chế tạo cảm biến tốc độ góc với cấu lị xo khí có dải đo rộng ngưỡng nhạy cao nhiệm vụ khó kỳ thuật Đẻ khắc phục nhược điểm trên, ta nghiên cứu mơ hình kết cấu quay hai bậc tự có lị xo điện thay cho lị xo khí 1.2 Mơ hình kết cấu nguyên lý làm việc quay hai bậc tự đo tốc độ góc vói lị xo điện Con quay hai bậc tự đo tốc độ góc với kết cấu lò xo điện thiết bị đo vòng thuận nghịch khép kín Tín hiệu điện áp Ur khơng phụ thuộc vào dao động điện áp Uc, cịn ngưỡng nhạy thiết bị xác định mô men Mv quanh trục khung đăng Ox Trên hình sơ đồ quay hai bậc tự đo tốc độ góc với kết cấu lị xo điện Trong đó, vị trí lị xo khí hạn chế chuyển động tự khung đăng quanh trục Ox thay bàng cấu điện từ gồm cuộn dây (2) đặt từ trường nam châm vĩnh cửu (1) ISSN 2615 - 9910 (bản in), ISSN 2815 - 5505 (online) 110 uc H 2/7 clị TẠP CHÍ Cơ KHÍ VIỆT NAM, số 293, tháng năm 2022 cokhivietnam.vn / tapchicokhi.com.vn NGHIÊN CỨU-TRAO ĐỔI Vr=RHi^-^rL