Имитационное моделирование точности идентификации характеристик твердотельного волнового гироскопа с настройкой вычислительных алгоритмов на периодичность сигналов

Аннотация

Описана настройка вычислительных алгоритмов для четырех методик идентификации волновых характеристик в режиме свободного выбега стоячих волн в резонаторе интегрирующего твердотельного волнового гироскопа по наблюдениям за сигналами его измерительного устройства на временных интервалах, кратных периоду колебаний резонатора. В первой, наиболее грубой методике производится обработка результатов измерений без учета влияния квадратурной волны. Она удобна для формирования начальных приближений в задачах уточняющей оптимизации функционалов идентификации в остальных методиках. Во второй методике уточненная обработка результатов измерений выполняется с учетом фазового сдвига сигналов измерительного устройства. В третьей методике, в целях лучшей физической наглядности, для обработки результатов измерений введен виртуальный переход к подвижным осям стоячих волн. В четвертой методике обработка результатов измерений производится с использованием численных процедур цифровой демодуляции. Выполнено сравнение точности перечисленных методик идентификации методами имитационного моделирования для теоретически задаваемых исходных сигналов. Это позволило непосредственно сравнить исходные и идентифицированные характеристики волновых процессов: амплитуды основной и квадратурной стоячих волн, угол нахождения основной стоячей волны и ее частоту. Приведены результаты при отсутствии и наличии шумов в измерительных сигналах. Полученные результаты показывают особенности практического применения разных методик для реальных образцов гироскопов. Для коротких интервалов идентификации в них требуется специальный выбор длин интервалов, равных конечному числу периодов колебаний резонатора. С удлинением таких интервалов это требование к длине интервала ослабляется.