Исследование функционирования кольцевого лазерного гироскопа при вибрационных воздействиях

Автор(ы): Тихменев Н.В., Назаров С.И., Ушанов А.А., Синельников А.О.

Выпуск: 109

Рубрика: Надежность и диагностика средств
и систем управления
Надежность и диагностика средств и систем управления

Год: 2024

Библиография: Тихменев Н.В., Назаров С.И., Ушанов А.А., Исследование функционирования кольцевого лазерного гироскопа при вибрационных воздействиях // Управление большими системами. Выпуск 109. М.: ИПУ РАН, 2024. С.293-309. DOI: https://doi.org/10.25728/ubs.2024.109.13

Дата опубликования: 31.05.2024

Ключевые слова: инерциальная навигационная система, кольцевой лазерный гироскоп, виброподвес, частотная подставка, вибрационное воздействие

Аннотация: Выполнен теоретический анализ и экспериментальное исследование функционирования кольцевого лазерного гироскопа при вибрационных воздействиях. Целью исследования является улучшение технико-экономических и эксплуатационных характеристик, заключающихся в снижении чувствительности кольцевого лазерного гироскопа на виброподвесе к внешним механическим воздействиям. Выполнен обзор ключевых характеристик и конструктивно-технологических решений построения наиболее распространённых в России и за рубежом моделей кольцевых лазерных гироскопов и инерциальных навигационных систем на их основе. Проведены динамические расчёты конструкции прибора. Используя методы конечно-элементного анализа, исследовано функционирование механической системы кольцевого лазерного гироскопа при вибрационных воздействиях. Экспериментально исследовано влияние внешнего вибрационного воздействия на выходной сигнал кольцевого лазерного гироскопа на виброподвесе. Показано, что ошибки измерения угловой скорости возникают в области частот собственных резонансов конструкции. Получено согласование результатов расчёта собственных резонансных частот кольцевого лазерного гироскопа на виброподвесе с экспериментальными данными. Сформулированы требования, позволяющие повысить виброустойчивость конструкции. Данное исследование позволит разработать методику проектирования конструкции и систем жизнеобеспечения кольцевого лазерного гироскопа на виброподвесе на основе исследования ошибок, возникающих при внешних механических воздействиях.

Author(s): Tikhmenev N., Nazarov S., Ushanov A., Sinelnikov A.

Article title: Stydy of the ring laser gyroscope functioning on vibration influences

Issue: 109

Year: 2024

Keywords: inertial navigation system, ring laser gyroscope, dither, frequency bias, vibration influence

Abstract: Theoretical analysis and experimental study of the ring laser gyroscope functioning under vibration influences was carried out in this work. The purpose of the study is to improve the technical, economic and operational characteristics, which consist in reducing the dithered ring laser gyroscope to external mechanical influences. The work provides a review of the key characteristics, design and technological solutions for constructing the most common models of ring laser gyroscopes and inertial navigation systems. Dynamic calculations of the device design have been carried out. The mechanical system functioning of the ring laser gyroscope under vibration influences was studied using finite element analysis methods. The external mechanical influence of the dithered ring laser gyroscope on output signal was studied experimentally. It is shown that errors in measuring angular velocity arise in the frequency range of the structure’s own resonances. Agreement between the results of calculating the intrinsic resonances of an often dithered ring laser gyroscope and experimental data has been obtained. This research will allow us to develop a methodology for designing the dithered ring laser gyroscope structure and life support systems based on the study of errors arising from external mechanical influences.