Интернет конференция по проблемам теории и практики управления

Название: Моделирование и оптимизация виброподвеса кольцевого лазера
Автор: Александр Александрович Ушанов
Соавторы:
Тихменев Н.В., Назаров С.И., Ушанов А.А., Синельников А.О.
Аннотация:
Работа посвящена комплексному исследованию и оптимизации конструкции кольцевого лазера с виброподвесом, являющегося ключевым элементом современных высокоточных навигационных систем. В исследовании применен системный подход, основанный на теории колебаний механических систем и методах компьютерного моделирования. Разработана детальная динамическая модель устройства с использованием метода конечных элементов, учитывающая все основные компоненты системы: моноблок резонатора, оптические элементы и виброподвес. Проведен всесторонний модальный анализ, позволивший идентифицировать три основные формы колебаний конструкции с частотами 400 Гц (полезные крутильные колебания), 700 Гц и 1100 Гц (паразитные моды). Гармонический анализ выявил механизмы взаимодействия этих мод при внешних вибрационных воздействиях. На основании полученных результатов предложена оптимизированная конструкция виброподвеса с измененной геометрией лопастей, преимуществом которой является смещение паразитных резонансов за пределы диапазона внешних механических возмущений (до 2100-2900 Гц) и трехкратное увеличение виброустойчивости. Экспериментальные испытания подтвердили эффективность разработанного решения, показав значительное улучшение стабильности работы кольцевого лазера в условиях внешних механических возмущений. Полученные результаты имеют важное практическое значение для разработки высокоточных инерциальных навигационных систем на лазерных гироскопах.
Ключевые слова:
кольцевой лазер, виброподвес, динамическая модель, модальный анализ, гармонический анализ, метод конечных элементов

Название: Исследование функционирования кольцевого лазерного гироскопа при вибрационных воздействиях
Автор: Александр Александрович Ушанов
Соавторы:
Тихменев Н.В., Назаров С.И., Ушанов А.А.,Синельников А.О.
Аннотация:
В работе 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. В работе 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, в работе 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.
Ключевые слова:
инерциальная навигационная система, кольцевой лазерный гироскоп, виброподвес, частотная подставка, вибрационное воздействие