Измерение колебательно-диссипативных характеристик резонаторов твердотельных волновых гироскопов: алгоритмы на основе анализа переходных процессов свободных колебаний - Шишаков, Константин Валентинович (Интеллектуальные системы в производстве, 2024)
Статья посвящена рассмотрению алгоритмов измерения колебательно-диссипативных характеристик резонаторов интегрирующих твердотельных волновых гироскопов. Перечень вариантов таких алгоритмов ограничен только алгоритмами, использующими результаты наблюдения за переходными процессами свободных колебаний после возбуждения в резонаторе выраженной стоячей волны. В перечень измеряемых колебательно-диссипативных характеристик включены величины разночастотности и разнодобротности резонаторов гироскопов, а также угловые положения осей жесткости и добротности. В статье сначала последовательно выполнены: математическое описание режима свободного выбега стоячих волн в резонаторе гироскопа; математическое описание внутренней структуры сигналов, формируемых измерительным устройством гироскопа; предварительный анализ исходных данных и количественные оценки параметров для физического представления особенностей свободных колебаний резонатора. На этой основе обсуждаются разные варианты детализации алгоритмов для оценки жесткостных свойств резонаторов по наблюдению переходных процессов в режиме свободного выбега волновой картины, а также возможные подходы к построению алгоритмов оценки вязкостных свойств резонаторов. Приведенные формулировки алгоритмов ориентированы на использование штатного двухканального измерительного устройства гироскопа, выполняющего при необходимости расчет угла и амплитуд стоячих рабочей и квадратурной волн. Подтверждено, что наблюдение во времени переходных процессов в режиме свободного выбега волновой картины позволяет получить достаточно простые расчетные алгоритмы для оценки жесткостных свойств резонаторов. В то же время для измерения разнодобротности и углового положения осей вязкости резонатора при наблюдении за переходными процессами требуется решение более сложной вычислительной идентификационной задачи. Для практического применения приведенных алгоритмов измерения разночастотности и углового положения осей жесткости интервал времени наблюдения следует выбирать из расчета, чтобы разнофазность резонансных колебаний превысила половину длины волны.