Нелинейные эффекты в динамике волнового твердотельного гироскопа с плоскими электродами
EDN: BPZTEA
Аннотация
Рассматривается волновой твердотельный гироскоп с плоски ми электродами, применяемый в контуре управления и навигации подвижных объектов. В целях повышения его точности поставлена задача построения новой математической модели, учитываю щей нелинейные свойства электромеханической системы управления колебаниями полусферического резонатора. Математическая модель динамики резонатора строится на основе дифференциальных уравнений Лагранжа–Максвелла. Полученная нелинейная модель исследовалась с помощью асимптотического метода осреднения Крылова–Боголюбова. Продемонстрировано, что опорное напряжение на плоских электродах управления гироскопа вызывает систематический уход и изменение резонансной частоты. Приведен пример, показывающий влияние опорного напряжения на дрейф гироскопа и на уменьшение частоты колебаний резонатора.
Ключевые слова
волновой твердотельный гироскоп,
полусферический резонатор,
плоские электроды,
опорное напряжение,
дрейф,
нелинейный эффект
При поддержке: Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-21-00546.
Об авторах
А. А. Маслов
НИУ «Московский энергетический институт»
Россия
Россия
Маслов Александр Анатольевич, кандидат технических наук, доцент кафедры высшей математики
Москва
Д. А. Маслов
НИУ «Московский энергетический институт»
Россия
Россия
Маслов Дмитрий Александрович, кандидат технических наук, доцент кафедры высшей математики
Москва
И. В. Меркурьев
НИУ «Московский энергетический институт»
Россия
Россия
Меркурьев Игорь Владимирович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой робототехники, мехатроники, динамики и прочности машин; действительный член международной общественной организации «Академия навигации и управления движением»
Москва
Список литературы
1. Пешехонов В. Г. Перспективы развития гироскопии // Гироскопия и навигация. 2020. Том 28. № 2 (109). C. 3–10. DOI 10.17285/0869-7035.0028.
2. Маслов А. А., Маслов Д. А., Ниналалов И. Г., Меркурьев И. В. Волновые твердотельные гироскопы: обзор публикаций // Гироскопия и навигация. 2023. Том 31. № 1 (120). C. 3–25. EDN: BJLSLM. DOI: 10.1134/S2075108723010054.
3. Переляев С. Е. Современное состояние и научно-технический прогноз перспектив применения зарубежных волновых твердотельных гироскопов (аналитический обзор по зарубежным материалам) // Новости навигации. 2020. № 3. С. 14–28.
4. Переляев С. Е. Современное состояние волновых твердотельных гироскопов. Перспективы развития в прикладной гироскопии // Юбилейная XXX Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам. 2023. С. 413–418.
5. Матвеев В. А., Лунин Б. С., Басараб М. А. Навигационные системы на волновых твердо тельных гироскопах. М.: Физматлит, 2008. 239 с.
6. Бодунов Б. П., Бодунов С. Б., Лопатин В. М., Чупров В. П. Разработка и испытание волнового твердотельного гироскопа для использования в инклинометрической системе // Гироскопия и навигация. 2001. № 3 (34). С. 74–82.
7. Delhaye, F., SpaceNaute® the HRG Based Inertial Reference System of Ariane 6 European space launcher, Gyroscopy and Navigation, 2019., vol. 10, no. 1, pp. 1–6. DOI 10.1134/S2075108719010036.
8. Jeanroy, A., Bouvet, A., Remillieux G., HRG marine application, Gyroscopy and navigation, 2014, no. 5, pp. 67–74.
9. Распопов В. Я., Лихошерст В. В. Волновые твердотельные гироскопы с металлическим резонатором // Гироскопия и навигация. 2023. Том 31. № 1 (120). C. 25–44. EDN: BQEDWV.
10. Лунин Б. С., Матвеев В. А., Басараб М. А. Волновой твердотельный гироскоп. Теория и технология. М.: Радиотехника, 2014. 176 с.
11. Климов Д. М., Журавлев В. Ф., Жбанов Ю. К. Кварцевый полусферический резонатор (вол новой твердотельный гироскоп). М.: Изд-во «Ким Л. А», 2017. 194 с.
12. Журавлев В. Ф., Линч Д. Д. Электрическая модель волнового твердотельного гироскопа // Изв. РАН. МТТ. 1995. № 5. С. 12–24.
13. Wei, Z., Yi, G., Huo, Y.; Qi, Z., Xu, Z., The Synthesis Model of Flat-Electrode Hemispherical Resonator Gyro, Sensors, 2019, 19, 1690, doi 10.3390/s19071690.
14. Маслов А. А., Маслов Д. А., Меркурьев И. В. Нелинейные эффекты в динамике цилиндрического резонатора волнового твердотельного гироскопа с электростатической системой управления↓// Гироскопия и навигация. 2015. № 2 (88). С. 71–80. DOI 10.1134/S2075108715030104.
15. Маслов Д. А., Меркурьев И. В. Влияние нелинейных свойств электростатических датчиков управления на динамику цилиндрического резонатора волнового твердотельного гироскопа // Изв. РАН. МТТ. 2021. № 6. С. 88–110. DOI: 10.3103/S002565442106011X.
16. Маслов А. А., Маслов Д. А., Меркурьев И. В., Подалков В. В. Методы устранения нелинейности электростатических датчиков управления волнового твердотельного гироскопа // Юбилейная XXV Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам. 2018. С. 201–203.
17. Денисов Р. А., Маслов А. А., Маслов Д. А., Меркурьев И. В., Подалков В. В. Влияние опорного напряжения электромагнитных датчиков управления на дрейф волнового твердотельного гироскопа // Гироскопия и навигация. 2016. Т. 24. № 1 (92). С. 60–71. DOI: 10.17285/08697035.2016.24.1.060-071.
18. Маслов А. А., Маслов Д. А., Меркурьев И. В., Михайлов Д. В. Об уходе волнового твердо тельного гироскопа при наличии опорного напряжения на управляющих электродах // Вест ник МЭИ. 2013. № 2. С. 11–14.
19. Маслов А. А., Маслов Д. А., Меркурьев И. В. Влияние опорного напряжения на дрейф волнового твердотельного гироскопа с плоскими электродами // Юбилейная XXX Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам. 2023. С. 258–262.
20. Стретт Дж. В. (лорд Релей). Теория звука. М.: ГИТТЛ, 1955. Т. 1. 484 с.
21. Матвеев В. А., Липатников В. И., Алехин А. В. Проектирование волнового твердотельного гироскопа. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1997. 168 с.
22. Филин А. П. Элементы теории оболочек. Л.: Стройиздат, 1987. 384 с.
23. Мартыненко Ю. Г. Аналитическая динамика электромеханических систем. М.: МЭИ, 1984. 64 с.
24. Тихонов А. Н., Васильева А. Б., Свешников А. Г. Дифференциальные уравнения. М.: ФИЗ МАТЛИТ, 2005. 256 с.
25. Боголюбов Н. Н., Митропольский Ю. А. Асимптотические методы в теории нелинейных колебаний. М.: Наука, 1974. 503 с.
Рецензия
Для цитирования:
Маслов А.А., Маслов Д.А., Меркурьев И.В. Нелинейные эффекты в динамике волнового твердотельного гироскопа с плоскими электродами. Гироскопия и навигация. 2023;31(4):64-77. EDN: BPZTEA
For citation:
Maslov A.A., Maslov D.A., Merkuryev I.V. Nonlinear Effects in the Dynamics of a HRG with Flat Electrodes. Gyroscopy and Navigation. 2023;31(4):64-77. (In Russ.) EDN: BPZTEA
Просмотров:
1
Послать статью по эл. почте 