Record Details

OPTIMIZATION OF HEMISPHERICAL RESONATOR GYROSCOPE STANDING WAVE PARAMETERS

Civil Aviation High TECHNOLOGIES

View Archive Info
 
 
Field Value
 
Title OPTIMIZATION OF HEMISPHERICAL RESONATOR GYROSCOPE STANDING WAVE PARAMETERS
ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ CТОЯЧЕЙ ВОЛНЫ ПОЛУCФЕРИЧЕCКОГО РЕЗОНАТОРНОГО ГИРОCКОПА
 
Creator Olga Khalyutina Sergeevna
Ольга Халютина Сергеевна; ООО «Экспериментальная мастерская НаукаСофт»
 
Subject полусферический резонаторный гироскоп; точность измерения; оптимальное управле- ние; концепция обратных задач динамики; hemispherical resonator gyroscope (HRG); measurement accuracy; optimal control; the concept of inverse problems of dynamics
 
Description Traditionally, the problem of autonomous navigation is solved by dead reckoning navigation flight parameters (NFP) of the aircraft (AC). With increasing requirements to accuracy of definition NFP improved the sensors of the prima- ry navigation information: gyroscopes and accelerometers. the gyroscopes of a new type, the so-called solid-state wave gyroscopes (SSVG) are currently developed and put into practice. The work deals with the problem of increasing the accu- racy of measurements of angular velocity of the hemispherical resonator gyroscope (HRG). The reduction in the accuracy characteristics of HRG is caused by the presence of defects in the distribution of mass in the volume of its design. The syn- thesis of control system for optimal damping of the distortion parameters of the standing wave due to the influence of the mass defect resonator is adapted. The research challenge was: to examine and analytically offset the impact of the standing wave (amplitude and frequency) parameters defect. Research was performed by mathematical modeling in the environment of SolidWorks Simulation for the case when the characteristics of the sensitive element of the HRG met the technological drawings of a particular type of resonator. The method of the inverse dynamics was chosen for synthesis. The research re- sults are presented in graphs the amplitude-frequency characteristics (AFC) of the resonator output signal. Simulation was performed for the cases: the perfect distribution of weight; the presence of the mass defect; the presence of the mass defects are shown using the synthesized control action. Evaluating the effectiveness of the proposed control algorithm is deter- mined by the results of the resonator output signal simulation provided the perfect constructive and its performance in the presence of a mass defect in it. It is assumed that the excitation signals are standing waves in the two cases are identical in both amplitude and frequency. In this case, if the output signal of the compensating effects should coincide with the ideal signal at the most.
Традиционно задача автономной навигации решается путем счисления пилотажно-навигационных пара- метров полета летательного аппарата. С ростом требований к точности определения ПНПП совершенствуются и датчики первичной навигационной информации: гироскопы и акселерометры. В настоящее время разрабатываются и внедряются в практику гироскопы нового типа, так называемые твердотельные волновые гироскопы. Работа по- священа проблеме повышения точности измерений угловых скоростей полусферическим резонаторным гироско- пом. Снижение точностных характеристик ПРГ вызвано наличием дефектов в распределении массы по объему его конструкции. Выполнен синтез управления для системы оптимального гашения искажений параметров стоячей волны, обусловленных влиянием массового дефекта резонатора. В работе ставилась задача исследовать и аналити- чески компенсировать влияние дефекта на параметры стоячей волны (ее амплитуды и частоты). Исследования вы- полнялись методом математического моделирования в среде Simulation пакета SolidWorks для случая, когда харак- теристики чувствительного элемента ПРГ соответствовали технологическим чертежам конкретного типа резонато- ра. В качестве метода синтеза был выбран метод обратных задач динамики. Результаты исследований представле- ны в виде графиков амплитудно-частотных характеристик выходного сигнала резонатора. Моделирование выпол- нялось для случаев: идеального распределения массы; наличия дефекта массы; наличия дефекта массы показаны с применением синтезированного управляющего воздействия. Оценка эффективности предлагаемых алгоритмов управления определена по результатам моделирования выходного сигнала резонатора при условии идеального конструктивного его исполнения и при наличии в нем массового дефекта. При этом полагается, что сигналы воз- буждения стоячих волн в том и другом случаях имеют одинаковые и амплитуды, и частоты. В этом случае выход- ной сигнал при наличии компенсирующего воздействия должен в наибольшей степени совпадать с идеальным сигналом.
 
Publisher Moscow State Technical University of Civil Aviation (MSTU CA)
 
Date 2017-03-06
 
Type info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
—
 
Format application/pdf
 
Identifier http://avia.mstuca.ru/jour/article/view/1051
 
Source Civil Aviation High TECHNOLOGIES; Том 20, № 1 (2017); 232-241
Научный вестник МГТУ ГА; Том 20, № 1 (2017); 232-241
2542-0119
2079-0619
 
Language rus
 
Relation http://avia.mstuca.ru/jour/article/view/1051/930
Белкин А.А. Разработка технологии и оборудования для балансировки полусфериче- ского резонатора волнового твердотельного гироскопа лазерным излучением: дисс. … канд. техн. наук. Москва, 2000
Журавлев В.Ф., Климов Д.М. Прикладные методы в теории колебаний. М.: Наука, 1988. 326 с
Журавлев В.Ф., Линч Д.Д. Электрическая модель волнового твердотельного гиро- скопа // Изв. РАН. МТТ. 1995. № 5. C. 12-24
Крутько П.Д. Обратные задачи динамики управляемых систем. Линейные модели. М.: Наука, 1987. 304 с
Лунин Б.C. Физико-химические основы разработки полусферических резонаторов волновых твердотельных гироскопов. М.: Изд-во МАИ, 2005. 224 с
Лунин Б.C., Матвеев В.А., Басараб М.А. Волновой твердотельный гироскоп. Теория и технология. М.: Радиотехника, 2014. 176 с
Матвеев В.А., Липатников В.И., Алехин А.В. Проектирование волнового твердо- тельного гироскопа. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1997. 168 с
Харьков В.П. Структурно-параметрический синтез управления динамическими си- стемами // Изв. АН СССР. Техн. кибернетика. 1991. № 2
 
Rights Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договорённости, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).