Автоматизированный контроль физических и точностных параметров чувствительных элементов твердотельных волновых гироскопов

Авторы

  • Ф. И. Спиридонов ИжГТУ имени М. Т. Калашникова
  • К. В. Шишаков ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

DOI:

https://doi.org/10.22213/2410-9304-2021-3-35-46

Ключевые слова:

твердотельный волновой гироскоп, программное обеспечение, автоматизация производства, технологические процессы

Аннотация

Описана первая комплексная версия созданного программно-аппаратного стенда автоматизации сквозного производственного контроля физических параметров чувствительных элементов твердотельных волновых гироскопов для повышения точностных характеристик их выходных сигналов. Приведена общая характеристика системы контроля физических и точностных параметров чувствительных элементов на производстве. Для этого обобщенно представлен процесс изготовления чувствительного элемента и дана характеристика процедур определения его физических и точностных параметров. Основное внимание уделено созданию программного обеспечения «hrgCheck» для системы автоматизированного контроля физических и точностных параметров. Для этого приведены диаграмма состояния системы; алгоритмы работы программы, сбора данных, вычисления физических параметров, вычисления точностных параметров; структурные схемы программного обеспечения и блока управления измерениями, а также интерфейс пользователя программы. В качестве демонстрационного примера работоспособности созданного программного обеспечения проведена пробная проверка эффективности использования при контроле физических и точностных параметров чувствительных элементов твердотельных волновых гироскопов. Для одного из датчиков были выполнены замеры 37 выбегов стоячей волны, для чего потребовалось 2 часа 15 минут. Показана зависимость результатов идентификации от начальных условий измерений, что требует выполнения избыточной серии экспериментов. Полученные данные о физических и точностных параметрах чувствительных элементов показывают целесообразность внедрения разработанного программного обеспечения в производственный цикл сквозного контроля выпускаемых гироскопов. Это позволит достичь снижения трудоемкости и затрат при производстве, повышения точности изделий и снижения возможности образования брака. Заложенные возможности совершенствования, развития и расширения позволяют рассматривать его в общем тренде обновления технологий производственных процессов по выпуску высокоточных твердотельных волновых гироскопов.

Биографии авторов

Ф. И. Спиридонов, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

аспирант

К. В. Шишаков, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

доктор технических наук, доцент, профессор кафедры «Радиотехника»

Библиографические ссылки

Климов Д. М., Журавлев В. Ф., Жбанов Ю. К. Кварцевый полусферический резонатор (Волновой твердотельный гироскоп). М. : ФГБУН ИПМех им. А. Ю. Ишлинского РАН, 2017. 193 с.

Меркурьев И. В., Подалков В. В. Динамика микромеханического и волнового твердотельного гироскопа. М. : ФИЗМАТЛИТ. 2009. 228 с.

Трутнев Г. А., Назаров С. Б., Перевозчиков К. К., Система съема и способы измерения колебаний резонатора твердотельного волнового гироскопа // Вестник МГТУ. Сер. Приборостроение. 2020. № 1 (130). С. 20-63.

Журавлев В. Ф. ВТГ: современное состояние, некоторые аспекты // Актуальные проблемы авиационных и аэрокосмических систем: процессы, модели, эксперимент. 2011. № 2 (33). С. 118-123. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=26104278.

Лунин Б. С., Матвеев В. А., Басараб М. А. Волновой твердотельный гироскоп. Теория и технология : монография. М. : Радиотехника, 2014. 176 с.

Гавриленко А. Б., Меркурьев И. В., Подалков В. В. Экспериментальные методы определения параметров вязкоупругой анизотропии резонатора волнового твердотельного гироскопа // Вестник МЭИ. 2010. № 5. С. 13-19.

Определение параметров резонатора твердотельного волнового гироскопа и моделирование по экспериментальным данным / А. В. Кривов, Р. В. Мельников, Ф. И. Спиридонов, Г. А. Трутнев // Вестник Казанского государственного технического университета им. А. Н. Туполева. 2019. № 2, вып. 1. С. 22.

Балансировка полусферических резонаторов волновых твердотельных гироскопов методом химического травления / М. А. Басараб и др. // Гироскопия и навигация. 2015. Т. 88, № 1. С. 61-70.

Маслов А. А., Маслов Д. А., Меркурьев И. В. Идентификация параметров волнового твердотельного гироскопа с учетом нелинейности колебаний резонатора // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2014. № 5.

Маслов Д. А. Идентификация параметров волнового твердотельного гироскопа при медленно меняющейся частоте вынужденных колебаний // Инженерный журнал: наука и инновации. 2017. Т. 70, № 10.

Маслов Д. А. Идентификация и компенсация погрешностей волнового твердотельного гироскопа с электростатическими датчиками управления // Машиностроение и инженерное образование. 2018. № 1. С. 20-26.

Численное исследование резонаторов ВТГ различной формы при наличии дефектов различного типа / Д. С. Вахлярский и др. // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2016. № 10. С. 1-22.

Anchor loss in Hemispherical Shell Resonator / A. Darvishian et al. // Journal of Microelectromechanical Systems. 2017. Vol. 26. No. 1. P. 51-66.

Ning Liu, Zhong Su. Research on Eigenvalue Analysis Method in MultiSurface Metal Shell Vibratory Gyro // IEEE Access. VOLUME 7. 2019. Doi:10.1109/ ACCESS.2019.2943513.

Zhennan Wei, Guoxing Yi, Yan Huo, Ziyang Qi , Zeyuan Xu. The Synthesis Model of Flat-Electrode Hemispherical Resonator Gyro // Sensors 2019. 19. 1690. doi:10.3390/s19071690 www.mdpi.com/journal/sensors.

Yan Huo, Shunqing Ren, Guoxing Yi, Changhong Wang. Establishment of equations of motion of 4 hemispherical resonator and analysis of frequency 5 split caused by slight mass non-uniformity // Chinese Journal of Aeronautics, (2020) https://doi.org/10.1016/j.cja. 2020.04.011.

Журавлев В. Ф. Двумерный осциллятор Ван дер Поля с внешним управлением // Нелинейная динамика. 2016. Т. 12, № 2. С. 211-222. DOI: 10.20537/nd1602004. References

Загрузки

Опубликован

12.10.2021

Как цитировать

Спиридонов, Ф. И., & Шишаков, К. В. (2021). Автоматизированный контроль физических и точностных параметров чувствительных элементов твердотельных волновых гироскопов. Интеллектуальные системы в производстве, 19(3), 35–46. https://doi.org/10.22213/2410-9304-2021-3-35-46

Выпуск

Раздел

Статьи