Работы автора

В статье рассматривается твердотельный волновой гироскоп, описываются принципы его работы. Изучаются ключевые этапы изготовления, анализируются параметры твердотельного волнового гироскопа на различных этапах производства, характеризующие его качество. Поднимаются вопросы создания автоматизированных систем контроля качества. Выбирается набор параметров гироскопических изделий - физические параметры рабочих мод колебаний резонатора. Предложенный набор параметров достаточно полно характеризует качество прибора и может быть рассчитан на каждом из ключевых этапов производства. С целью формирования методики оценки параметров ТВГ анализируется математическая модель ТВГ в виде парциального осциллятора для случая свободных колебаний, связывающая динамику фазовых переменных и физических параметров. Изучается основной параметр качества гироскопического устройства - собственная скорость дрейфа волны в резонаторе. Рассматривается зависимость скорости дрейфа от физических параметров ТВГ. На основе рассмотренных математических моделей разрабатывается схема измерений предложенного набора параметров, предлагается методика, проектируются программные решения для реализации предложенных подходов. Описываются структурная диаграмма и диаграммы состояния предлагаемой системы измерений параметров ТВГ. Предлагаемая система состоит из двух компонент: измерительной и вычислительной. Описываются особенности функционирования каждой из компонент. Рассматриваются различные режимы работы системы оценки параметров ТВГ: режим свободных колебаний, вращение волновой картины, рабочий режим, переходные процессы. Изучается вопрос применимости и эффективности предложенных решений. Приводится пример использования спроектированной системы. Анализируются результаты получения непосредственной оценки скорости дрейфа в рабочем режиме и оценки скорости дрейфа, полученного по математической модели и оцененным физическим параметрам ТВГ. Рассматриваются направления совершенствования методики оценки параметров твердотельного волнового гироскопа.

Целью статьи является проведение анализа условий эффективного применения алгоритмов измерения точностных механических характеристик резонаторов интегрирующих твердотельных волновых гироскопов, к которым отнесены остаточные значения параметров разночастотности и разнодобротности резонаторов. При этом основными режимами измерений выбраны режимы свободных колебаний резонатора неподвижного гироскопа. Рассматриваемые алгоритмы измерения остаточных значений параметров разночастотности и разнодобротности резонаторов реализуются через стандартные вычислительные процедуры идентификации коэффициентов дифференциальных уравнений свободных колебаний резонаторов. В качестве базовой модели идентификации выбраны уравнения колебаний резонатора в осях рабочей и квадратурной стоячих волн, которые записаны для медленно изменяющихся их амплитуд. Исходные сигналы для подготовки первичной информации задач идентификации формируются в измерительном устройстве, аналогичном штатному измерительному устройству интегрирующего твердотельного волнового гироскопа. Обсуждены разные постановки задачи идентификации параметров остаточных разнодобротности и разночастотности резонаторов как по отдельности, так и одновременно. В результате предложены и проанализированы хорошо обусловленные вычислительные схемы, не требующие введения дополнительной регуляризации обратных задач идентификации. Данные схемы обоснованно увязаны с математическими алгоритмами подготовки первичной информации для решаемых задач идентификации, которая формируется в виде массивов промежуточно вычисляемых амплитуд рабочей и квадратурной стоячих волн. Показано влияние ошибок вычисления этих амплитуд на точность идентификации параметров разнодобротности и разночастотности резонаторов. Дополнительно обсуждены возможности повышения точности расчета скоростей изменения этих амплитуд в условиях шумов измерений. Выявленные точностные условия применения алгоритмов идентификации параметров остаточных разнодобротности и разночастотности резонаторов гироскопов через нахождение коэффициентов дифференциальных уравнений их свободных колебаний позволяют повысить эффективность настройки методик производственного контроля.