Измерение колебательно-диссипативных характеристик резонаторов твердотельных волновых гироскопов: алгоритмы на основе идентификации уравнений свободных колебаний

Аннотация

В статье описана методологическая основа построения вычислительных схем разной степени сложности и разного предназначения для решения широкого списка производственных и лабораторных задач измерения угловой неравномерности колебательно-диссипативных характеристик резонаторов интегрирующих твердотельных волновых гироскопов. Основным методом для таких задач выбрана идентификация коэффициентов дифференциальных уравнений состояния кварцевого полусферического резонатора в режиме его свободных колебаний. В качестве уравнений состояния выбраны уравнения колебаний резонатора как в неподвижных измерительных осях, так и в подвижных осях стоячих волн. После сведения к медленным переменным для задач идентификации оставлены только уравнения для медленно изменяющихся амплитуд. Во всех описанных схемах предполагается, что информационные сигналы для решаемых задач идентификации формируются в измерительном устройстве, аналогичном штатному устройству гироскопа. Приведенные алгоритмы позволяют для разных типовых исходных требований по точности измерений и режимов проведения экспериментов выполнять измерения колебательно-диссипативных характеристик резонаторов разной степени полноты и направленности, что позволяет добиться уменьшения времени измерений и понижения трудоемкости установленного комплекса операций производственного контроля. Среди решаемых задач для режима свободного выбега волновой картины резонатора выбраны: измерение угловой неравномерности диссипативных свойств резонатора гироскопа в условиях малой и значительной остаточной разночастотности; измерение угловой неравномерности колебательных свойств резонатора гироскопа (его разночастотности); одновременное измерение колебательно-диссипативных характеристик резонатора для режимов неподвижного и специально поворачивающегося гироскопа. Выполненная детализация вычислительных схем реализации этих алгоритмов ориентирована на их практическое применение для разных задач производственного операционного контроля. При этом выбор наиболее подходящего вычислительного алгоритма из рассмотренных вариантов зависит от условий, требований и специфики проведения измерений.