Автоматизированный контроль физических и точностных параметров чувствительных элементов твердотельных волновых гироскопов
DOI:
https://doi.org/10.22213/2410-9304-2021-3-35-46Ключевые слова:
твердотельный волновой гироскоп, программное обеспечение, автоматизация производства, технологические процессыАннотация
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.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
