gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya / Gyroscopy and Navigation0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»10.17285/0869-7035.2016.24.1.060-071gyroscopy-337Research ArticleСтатьиВлияние опорного напряжения электромагнитных датчиков управления на дрейф волнового твердотельного гироскопаEffect of reference voltage of electromagnetic control sensors on wave solid gyro driftДенисовР. А.DenisovR. A.

Денисов Роман Андреевич, инженер

МасловА. А.MaslovA. A.

Маслов Александр Анатольевич, кандидат технических наук, доцент.

МасловД. А.MaslovD. A.

Маслов Дмитрий Александрович, аспирант

МеркурьевИ. В.Merkur’evI. V.

Меркурьев Игорь Владимирович, доктор технических наук, заведующий кафедрой.Действительный член общественного объединения «Академия навигации и управления движением».

ПодалковВ. В.PodalkovV. V.

Подалков Валерий Владимирович, доктор технических наук, профессор.Действительный член общественного объединения «Академия навигации и управления движением».

ОАО «Арзамасский приборостроительный завод имени П.И. Пландина»РоссияArzamas Instrument PlantRussian FederationФГОУ ВО «НИУ «МЭИ» (г. Москва)РоссияMoscow Power Engineering InstituteRussian FederationФГОУ ВО «НИУ «МЭИ». (г. Москва)РоссияMoscow Power Engineering InstituteRussian FederationФГОУ ВО «НИУ «МЭИ» (г. Москва).РоссияMoscow Power Engineering InstituteRussian Federation2016011220252416071Copyright © Денисов Р.А., Маслов А.А., Маслов Д.А., Меркурьев И.В., Подалков В.В., 20252025Денисов Р.А., Маслов А.А., Маслов Д.А., Меркурьев И.В., Подалков В.В.Denisov R.A., Maslov A.A., Maslov D.A., Merkur’ev I.V., Podalkov V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gyroscopy.ru/jour/article/view/337

Рассматривается динамика колебаний резонатора волнового твердотельного гироскопа, выполненного в виде тонкой упругой оболочки вращения, установленной на подвижном основании. Построена новая математическая модель гироскопа, описывающая нелинейные электромагнитные и механические колебания во взаимосвязанной форме при наличии напряжения на катушках электромагнитных датчиков. Дана аналитическая и численная оценка погрешности гироскопа на подвижном основании.

Dynamics of wave solid gyro with thin elastic axisymmetric shell resonator under consideration of nonlinear effects is investigated. These nonlinearities are caused by reference voltage on electromagnetic control sensors. We use Lagrange-Maxwell method to derive the equations of resonator motion. Lagrange function is calculated using kinetic and potential energy along with electromagnetic energy. Equations of gyro dynamics describing electric, magnetic and mechanical oscillations in interconnected form are obtained. They are studied using two-scale method. The resulting formula for calculating the gyro error and demonstrated example indicate the need to take into account nonlinear electrical processes in the gyroscope.

Волновой твердотельный гироскопэлектромагнитные датчикинелинейные эффектыметод двух масштабов.Wave solid gyroelectromagnetic sensorsnonlinear effectsthe method of the two scalesReferencesЖуравлев В.Ф., Климов Д.М. Волновой твердотельный гироскоп.- М.: Наука, 1985 – 125 с.Журавлев В.Ф., Климов Д.М. Волновой твердотельный гироскоп.- М.: Наука, 1985 – 125 с.Пешехонов В.Г. Современное состояние и перспективы развития гироскопических систем//Гироскопия и навигация.- 2011. - № 1.- С.3-17.Пешехонов В.Г. Современное состояние и перспективы развития гироскопических систем//Гироскопия и навигация.- 2011. - № 1.- С.3-17.Басараб М.А., Лунин Б.С., Матвеев В.А., Фомичев А.В., Чуманкин Е.А., Юрин А.В. Миниатюрные волновые твердотельные гироскопы для малых космических аппаратов // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение.- 2014.- № 4. - С. 80−96.Басараб М.А., Лунин Б.С., Матвеев В.А., Фомичев А.В., Чуманкин Е.А., Юрин А.В. Миниатюрные волновые твердотельные гироскопы для малых космических аппаратов // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение.- 2014.- № 4. - С. 80−96.Dunzhu Xia, Cheng Yu and Lun Kong. The Development of Micromachined Gyroscope Structure and Circuitry Technology // Sensors, 2014, 14, pp. 1394-1473.Dunzhu Xia, Cheng Yu and Lun Kong. The Development of Micromachined Gyroscope Structure and Circuitry Technology // Sensors, 2014, 14, pp. 1394-1473.Liu, J.; Chen, D.; Wang, J. Fabrication and test of an electromagnetic vibrating ring gyro based on SOI wafer. Journal of electronics (China), Springer, 2014, vol. 31, 2, pp 168–173.Liu, J.; Chen, D.; Wang, J. Fabrication and test of an electromagnetic vibrating ring gyro based on SOI wafer. Journal of electronics (China), Springer, 2014, vol. 31, 2, pp 168–173.Menno G. Koning. Vibrating cylinder gyroscope and metod: Patent 4793195 USA, 1988.Menno G. Koning. Vibrating cylinder gyroscope and metod: Patent 4793195 USA, 1988.Bernard De Salaberry. Vibrating gyroscope with electromagnetic excitation and detection: Patent 6443009 USA, 2002.Bernard De Salaberry. Vibrating gyroscope with electromagnetic excitation and detection: Patent 6443009 USA, 2002.Рогинский В. Д., Юрманов С. Ю., Денисов Р. А. Способ возбуждения колебаний в чувствительном элементе твердотельного волнового гироскопа и устройство для его осуществления: патент 2518632 РФ, 2014, Бюл. № 16.Рогинский В. Д., Юрманов С. Ю., Денисов Р. А. Способ возбуждения колебаний в чувствительном элементе твердотельного волнового гироскопа и устройство для его осуществления: патент 2518632 РФ, 2014, Бюл. № 16.Журавлев В.Ф. Управляемый маятник Фуко как модель одного класса свободных гироскопов// Изв. РАН. МТТ. 1997. № 6.- С. 27—37.Журавлев В.Ф. Управляемый маятник Фуко как модель одного класса свободных гироскопов// Изв. РАН. МТТ. 1997. № 6.- С. 27—37.Меркурьев И.В., Подалков В.В. Динамика микромеханического и волнового твердотельного гироскопов. М.: Физматлит, 2009.- 228 с.Меркурьев И.В., Подалков В.В. Динамика микромеханического и волнового твердотельного гироскопов. М.: Физматлит, 2009.- 228 с.Мартыненко Ю.Г. Аналитическая динамика электромеханических систем. М.: МЭИ, 1984. 64с.Мартыненко Ю.Г. Аналитическая динамика электромеханических систем. М.: МЭИ, 1984. 64с.Тихонов А.Н., Васильева А.Б., Свешников А.Г. Дифференциальные уравнения. М.: Физматлит, 2005.- 256 с.Тихонов А.Н., Васильева А.Б., Свешников А.Г. Дифференциальные уравнения. М.: Физматлит, 2005.- 256 с.Найфе А. Методы возмущений. М.: Мир. 1976. 456 с.Найфе А. Методы возмущений. М.: Мир. 1976. 456 с.Журавлев В.Ф., Климов Д.М. Прикладные методы в теории колебаний. М.: Наука, 1988. 238 с.Журавлев В.Ф., Климов Д.М. Прикладные методы в теории колебаний. М.: Наука, 1988. 238 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.