22.12.2004

Научная сессия по гироскопии.

На совместной научной сессии Секции навигационных систем и их чувствительных элементов и С.-Петербургской секции прецизионной гироскопии по проблемам управления движения и навигации, состоявшейся в институте проблем механики РАН (г. Москва), был представлен доклад Бодунова С.Б., Владимирова В.А. на тему «Особенности функционирования системы подавления квадратурного сигнала в «двухдетальном» твердотельном волновом гироскопе».

С 1998 г. НПП "МЕДИКОН" занимается разработкой недорого малогабаритного волнового твердотельного гироскопа (ВТГ) для ряда областей гражданского назначения. Ранее предлагались технические решения по созданию электронных систем двухдетального малогабаритного ВТГ, в основу которых было положено раздельное приложение во времени силовых и съемных напряжений через одни и те же электроды.

Для удовлетворения принципа последовательной работы систем, функционированиесистемы подавления квадратурной составляющей было основано на приложении переменных, а не постоянных напряжений. Таким образом, было предложено управление квадратурной составляющей не классическим методом изменения жесткости самого резонатора, а силовым способом. По результатам испытаний партии ВТГ, с электронными системами, реализованными по описанному принципу, были получены следующие положительные результаты:

1. система подавления квадратурного сигнала эффективно устраняла квадратурный сигнал у резонаторов с разночастотностями от 0,001 до 0,01Гц с помощью малых сил, формируемых силовыми импульсными напряжениями от 3В до 18В;
2. линейность системы управления обеспечена широтной и амплитудной модуляцией силового сигнала;
3. разнесение во времени на интервалы измерения и управления позволило исключить интерференцию сигналов;
4. исключен высоковольтный усилитель и уменьшены потребляемую мощность прибора и габаритные размеры электронного блока.

В ходе различных испытаний было однако выявлено перекрестное влияние каналов подавления квадратурной и синфазной составляющей у гироскопа, функционирующего в режиме датчика угловой скорости (ДУС). Величина этой температурной составляющей дрейфа в канале управления прецессией, зависящая от значения силового воздействия в канале подавления квадратуры оказалось довольно существенной и составила десятые град/час/°С. Исходя из интересов создания класса приборов с точностью превосходящей 0,1°/час и расширения их динамических возможностей, был пересмотрен принцип функционирования системы подавления квадратурной составляющей.

Был разработан и сейчас находится в стадии испытаний вариант электроники с новым принципом функционирования формирователя сигналов подавления квадратурных колебаний. Кроме силового способа он обеспечивет возможность введения двух дополнительных «мягких» режимов воздействия — динамической и статической балансировок.

Режим динамической балансировки основан на приложении силовых воздействий на одном периоде колебаний в любых двух противофазных точках. В основу динамического принципа балансировки положено следующее: в результате приложения на одном периоде колебаний резонатора двух импульсов в противофазе интегральное значение силы за период колебаний резонатора будет равно нулю, а жесткость резонатора изменится пропорционально длительности импульса, его амплитуды и количеству «силовых» периодов колебаний резонатора. Режим статической балансировки по принципу функционирования близок к классическому методу управления жесткостью резонатора. При этом постоянное напряжение формируется последовательностью импульсов, длительность которых равна периоду колебаний резонатора. Применение усовершенствованной системы управления ВТГ позволит достичь следующих результатов: расширить требуемый диапазон угловых ДУС до 5°/сек при амплитуде силового импульса 30В.