gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»gyroscopy-457Research ArticleСтатьиСтруктура и характеристики волнового микромеханического датчика угловой скорости с кольцевым резонаторомСеверовЛ. А.

Северов Леонид Анатольевич, доктор технических наук, профессор. Действительный член общественного объединения «Академия навигации и управления движением».

ПономаревВ. К.

Пономарев Валерий Константинович, кандидат технических наук, доцент.

ПанферовА. И.

Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения.

ОвчинниковаН. А.

Овчинникова Наталья Анатольевна, кандидат технических наук, доцент.

Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения.Russian FederationПанферов Александр Иванович, кандидат технических наук, доцент.Russian Federation2014030220262235972Copyright © Северов Л.А., Пономарев В.К., Панферов А.И., Овчинникова Н.А., 20262026Северов Л.А., Пономарев В.К., Панферов А.И., Овчинникова Н.А.Северов Л.А., Пономарев В.К., Панферов А.И., Овчинникова Н.А.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/457

Рассматриваются особенности динамики и управления колебаниями кольцевого резонатора в микромеханическом гироскопе, использующем инертные свойства упругих волн. Исследуется вариант, в котором возбуждение колебаний резонатора реализуется по схеме автогенератора с дополнительным контуром стабилизации амплитуды упругих колебаний. Для достижения требуемых динамических характеристик гироскопа предлагается использовать в измерительном канале обратную связь по скорости радиальных перемещений кольца резонатора в зоне съема показаний. Представлена методика, позволяющая получить в форме дифференциальных уравнений модель огибающих физических колебаний, которая является удобным средством исследования характеристик гироскопов прямого измерения и компенсационного типа.

The features of dynamics and oscillation control of the ring resonator in a micromechanical gyroscope are considered. Inert properties of elastic vibrations are used in this gyro. The case when the resonator oscillations are excited according to the scheme of a self-excited oscillator with additional contour to stabilize amplitude of elastic vibrations is under study. In order to reach the required dynamic characteristics of the gyro, it is suggested that the feedback by the speed of the resonator ring radial travels in the zone, where readings are taken, be used in the measuring chan-nel. The procedure for getting a model of envelopes of physical oscillations in the form of differential equations is presented. This model is a convenient instrument to study characteristics of direct-measurement and compensatory type gyros.

Ring resonatormicromechanical gyroscopeself-excited oscillatorradial travelsReferencesAyazi F., Najafi К. High Aspect-ratio Dry-Release Poly-Silicon MEMS Technology For Jnertial-Grade Microgyrosccopes Position Location and Navigation Symposium, San Diego, California. 2000. Р 304-308.Ayazi F., Najafi К. High Aspect-ratio Dry-Release Poly-Silicon MEMS Technology For Jnertial-Grade Microgyrosccopes Position Location and Navigation Symposium, San Diego, California. 2000. Р 304-308.Zarabadi S. A Resonating Comb/Ring Angular Rate Sensor, Delphi Delco Electronics Sistems, Sensors and Actuators. 1999 (SP-1443).Zarabadi S. A Resonating Comb/Ring Angular Rate Sensor, Delphi Delco Electronics Sistems, Sensors and Actuators. 1999 (SP-1443).Hopkin I. Performance and Design of Silicon Micromachined Gyro. // Symposium Gyro Technology, Germany. Сб.тр. симпозиума. Штутгарт. 1997. Р. 1.0-1.10.Hopkin I. Performance and Design of Silicon Micromachined Gyro. // Symposium Gyro Technology, Germany. Сб.тр. симпозиума. Штутгарт. 1997. Р. 1.0-1.10.Fell С.Р., Hopkin I., Townsend K., Sturland I. A Second Generation Silicon Ring Gyroscope // Symposium Gyro Technology, Germany. 1999.Fell С.Р., Hopkin I., Townsend K., Sturland I. A Second Generation Silicon Ring Gyroscope // Symposium Gyro Technology, Germany. 1999.www. siliconsensing.com.www. siliconsensing.com.Тимошенков С. П. Разработка математического описания кольцевого резонатора микрогироскопа / С.А. Анчутин, Е.С. Кочурина, В.Е. Плеханов, С.П. Тимошенков// Нано-и микросистемная техника. – 2014 - №5 - С.18-25.Тимошенков С. П. Разработка математического описания кольцевого резонатора микрогироскопа / С.А. Анчутин, Е.С. Кочурина, В.Е. Плеханов, С.П. Тимошенков// Нано-и микросистемная техника. – 2014 - №5 - С.18-25.Патент RU 2413926.Чувствительный элемент кольцевого микромеханического гироскопа/ С.П. Тимошенков, С.А. Анчутин, В.В. Калугин – МИЭТ, ООО «ЛМС» - опубликован 10.03 2011.Патент RU 2413926.Чувствительный элемент кольцевого микромеханического гироскопа/ С.П. Тимошенков, С.А. Анчутин, В.В. Калугин – МИЭТ, ООО «ЛМС» - опубликован 10.03 2011.Журавлев В.Ф., Д.М. Климов Волновой твердотельный гироскоп М.: Наука. 1985. 126 с.Журавлев В.Ф., Д.М. Климов Волновой твердотельный гироскоп М.: Наука. 1985. 126 с.Матвеев В.Л., Липатников В.И., Алехин А.В. Проектирование волнового твердотельного гироскопа М.: МГТУ. 1998. 168 с.Матвеев В.Л., Липатников В.И., Алехин А.В. Проектирование волнового твердотельного гироскопа М.: МГТУ. 1998. 168 с.Северов Л.А. Механика гироскопических систем. М, МАИ, 1996, 212с.Северов Л.А. Механика гироскопических систем. М, МАИ, 1996, 212с.Severov L.A., Ponomarev V.K., Panferov A.I., Ovchinnikova N.A. (2010) Angular Velocity Sensors Based on Ring Resonator Proceedings of 2010 International Symposium on Inertial Technology and Navigation ISITN. Nanjing, China October, p. 58-66.Severov L.A., Ponomarev V.K., Panferov A.I., Ovchinnikova N.A. (2010) Angular Velocity Sensors Based on Ring Resonator Proceedings of 2010 International Symposium on Inertial Technology and Navigation ISITN. Nanjing, China October, p. 58-66.Panferov A.I., Ponomarev V.K., Severov L.A. (2011) Angular rate sensors based on the MEMS ring resonators. Proceedings 5-th International Scientific Conference on Physics and control. Phy-sCon., http://lib.physcon.ru/doc?id=e21f6b87508a.Panferov A.I., Ponomarev V.K., Severov L.A. (2011) Angular rate sensors based on the MEMS ring resonators. Proceedings 5-th International Scientific Conference on Physics and control. Phy-sCon., http://lib.physcon.ru/doc?id=e21f6b87508a.Panferov A.I., Ponomarev V.K. (2012) Algorithms for Embedded Controllers in Microgyros. Proceedings of IFAC-EGNCA. Paper ID 474.Panferov A.I., Ponomarev V.K. (2012) Algorithms for Embedded Controllers in Microgyros. Proceedings of IFAC-EGNCA. Paper ID 474.Severov L.A., Ponomarev V.K., Panferov A.I., Ovchinnikova N.A. (2011) Configuration and Characteristics of the Angular velocity Sensor Based on the wave Solid-state gyroscope with the Ring Resonator. 17th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems. Saint Petersburg. State Research. Center of the Russian Federation CONCERN CSRI ELECTROPRIBOR, JSC.. pp 134-141.Severov L.A., Ponomarev V.K., Panferov A.I., Ovchinnikova N.A. (2011) Configuration and Characteristics of the Angular velocity Sensor Based on the wave Solid-state gyroscope with the Ring Resonator. 17th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems. Saint Petersburg. State Research. Center of the Russian Federation CONCERN CSRI ELECTROPRIBOR, JSC.. pp 134-141.Северов Л.А., Золотарев С.К., Овчинникова Н.А., Панферов А.И., Пономарев В.К. Информационные характеристики микромеханических гироскопов на основе кремниевой техно-логии микроэлектромеханических систем, 2011, 8, стр. 12-22.Северов Л.А., Золотарев С.К., Овчинникова Н.А., Панферов А.И., Пономарев В.К. Информационные характеристики микромеханических гироскопов на основе кремниевой техно-логии микроэлектромеханических систем, 2011, 8, стр. 12-22.

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