name: Повышение точностных и динамических характеристик лазерного гироскопа с виброподставкой и оптико-электронной системой измерения угловых перемещений
keyword_list: лазерный гироскоп оптико-электронная система измерения угловых перемещений виброподставка
abstract: Лазерный гироскоп (ЛГ) широко применяется в качестве датчика угла поворота или угловой скорости при создании инерциальных навигационных систем, измерительной техники и геодезических приборов. По сравнению с другими типами датчиков ЛГ обладает уникальным сочетанием свойств, таких как высокая точность в широком динамическом диапазоне измерений, практически линейная выходная характеристика, малые массо-габаритные параметры и высокая надёжность. Основным недостатком ЛГ является нечувствительность к малым угловым скоростям, в частности скорости вращения Земли. Для его устранения применяют реверсивное смещение рабочей точки прибора из зоны нечувствительности с помощью так называемой частотной подставки. Наибольшее распространение получил способ смещения, при котором кольцевой лазер, выполняющий в ЛГ роль чувствительного элемента (ЧЭ), совершает крутильные колебания вокруг оси чувствительности за счёт механического виброподвеса.
  В режиме ВП в выходном сигнале ЛГ появляется дополнительная составляющая, которую необходимо компенсировать. Широко распространён способ устранения составляющей ВП путём прямой цифровой фильтрации
  выходного сигнала прибора. Однако такой подход имеет ряд недостатков. Во-первых, фильтр ограничивает полосу пропускания ЛГ в лучшем случае диапазоном от 0 до 100 Гц и подавляет не только составляющую ВП, но и гармоники полезного сигнала. Во-вторых, фильтрация не компенсирует движение ЧЭ, вызываемое внешними динамическими возмущениями, а именно пространственным вращением гироскопа и действием на него линейных и угловых ускорений. В-третьих, использование цифровых фильтров сопровождается существенной задержкой выходного сигнала ЛГ, которая обычно составляет от 2 до 10 мс и ограничивает его применение на высокоманёвренных объектах.
  Более полная и быстрая компенсация составляющей ВП возможна за счёт использования датчика относительных крутильных колебаний ЧЭ. Известно применение в ЛГ пьезоэлектрических или индуктивных датчиков. Такие устройства вырабатывают сигнал основного перемещения ЧЭ вокруг оси чувствительности, который после обработки вычитается из выходного сигнала гироскопа. К недостаткам указанных аналоговых датчиков относится наличие температурной погрешности, гистерезиса и нелинейности преобразования, в связи с чем погрешность компенсации составляет от 3 ′′ до 6 ′′. Дальнейшее совершенствование систем компенсации ВП, включающих упомянутые датчики, затруднено, а случаи внедрения в ЛГ датчиков, основанных на иных физических принципах, не упоминаются в научно-технической литературе.
  Современные оптико-электронные измерительные устройства (лазерные интерферометры перемещений, дифракционные датчики и др.) обладают разрешением на уровне долей угловой секунды, что позволяет измерять перемещение ЧЭ с высокой точностью. Проблемы применения таких устройств в роли датчика относительных перемещений ЧЭ вокруг оси чувствительности и компенсации с их помощью составляющей ВП в настоящее время не решены. В то же время конструкция механического виброподвеса имеет конечную жёсткость и подвержена влиянию внешних динамических возмущений, вследствие чего ЧЭ совершает не только перемещения вокруг своей оси чувствительности, но и нежелательные конические движения. Такие движения обуславливают возникновение кинематической погрешности ЛГ, проявляющейся в виде дополнительного сдвига нуля гироскопа. Вопросы измерения нежелательных угловых перемещений ЧЭ и компенсации кинематической погрешности ЛГ изучены недостаточно.
chairman_dissertation_council.name: Николай
chairman_dissertation_council.surname: Барышников
chairman_dissertation_council.patronymic: Васильевич
chairman_dissertation_council.position: руководитель НУК РЛМ
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
chairman_dissertation_council.rank: Доцент
chairman_dissertation_council.wos_research_id: AAB-3893-2020
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 36978326200
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Сергей
organization_supervisor.surname: Чернышев
organization_supervisor.patronymic: Леонидович
organization_supervisor.position: Ученый секретарь
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 59.14.23
rubrics.name: Проектирование и конструирование оптических и оптико-механических измерительных приборов
oecds.code: 01.03.SY
oecds.name: OPTICS
speciality_codes.name: Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы
speciality_codes.code: 2.2.6.
supervisors.fio: Неизвестных А.И.
supervisors.scientific_degree: Кандидат технических наук
supervisors.speciality_code: Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Филатов Ю.В.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Бессонов Р.В.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: МГТУ ИМ. Н.Э. БАУМАНА
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Н.Э. БАУМАНА (НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)"
protection_organization.ogrn: 1027739051779
protection_organization.supervisor_name: МИХАИЛ
protection_organization.supervisor_surname: ГОРДИН
protection_organization.supervisor_patronymic: ВАЛЕРЬЕВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.name: ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ КОМПЛЕКС "ЭЛЕКТРООПТИКА"
author_organization.ogrn: 1127746164215
author_organization.supervisor_name: АЛЕКСЕЙ
author_organization.supervisor_surname: ДРОЗДОВ
author_organization.supervisor_patronymic: ПАВЛОВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Организации, учрежденные юридическими лицами или гражданами, или юридическими лицами и гражданами совместно
author_organization.okopf: Общества с ограниченной ответственностью