Registration Number
0826U002061, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
13-07-2026
popup.evolution
o
Title
Automation of Testing and Tuning of Coriolis Vibratory Gyroscope Components
Author
Hryhorii Y. Strokach,
popup.head Vadym V. Avrutov
popup.opponent Valerii B. Uspenskyi
popup.opponent Olha A. Sushchenko
popup.review Olena Bezvesilna
popup.review Mykola H. Cherniak
popup.rada
National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute»
Description
Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуального науково-прикладного завдання з автоматизації процесів налаштування та балансування коріолісових вібраційних гіроскопів (КВГ) із металевим циліндричним резонатором, виробництво яких опановано в Україні. Зважаючи на необхідність переходу від одиничного виробництва до серійного, постає проблема недосконалості наявних підходів до випробувань та налаштування КВГ. Виникає гостра потреба у вдосконаленні систем автоматизації випробувань та налаштування КВГ мінімізації суб’єктивного впливу, підвищення точності результатів та скорочення тривалості технологічного циклу виготовлення приладу.
Мета роботи полягає у вдосконаленні системи автоматизації випробувань та налаштування КВГ для забезпечення вимірювання різночастотності, параметрів дебалансу та налаштування ПІД-регуляторів системи керування.
Об'єкт досліджень: випробування та налаштування складових коріолісового вібраційного гіроскопа.
Предмет досліджень: метод автоматичного випробування та налаштування параметрів системи керування коливаннями резонатора вібраційного гіроскопа.
В дисертації вперше отримано такі наукові результати:
1. Удосконалено систему автоматизації випробування та налаштування КВГ на основі вдосконалення методу вимірювання різночастотності, параметрів дебалансу та налаштування ПІД-регуляторів системи керування.
2. Удосконалено метод вимірювання різночастотності на основі обертання стоячої хвилі, що дозволило збільшити точність вимірювання та врахувати температурний дрейф під час вимірювання.
3. Запропоновано та обґрунтовано критерії та методи оптимального налаштування коефіцієнтів ПІД-регуляторів автоматизованої системи випробування та налаштування.
4. Набула подальшого розвитку трирежимна система керування з можливістю автоматичної компенсації залишкової різночастотності шляхом зведення квадратурного сигналу до нуля за допомогою додаткового ПІД-регулятора на виході ПІД-регулятора квадратури.
Практична цінність роботи полягає у розробленому та апробованому алгоритмічно-програмному забезпеченні для: балансування на основі обертання стоячої хвилі; автоматичного вимірювання і визначення параметрів ПІД-регуляторів системи керування КВГ. Результати досліджень впроваджено у виробництво.
У першому розділі подано аналіз сучасного стану автоматизації випробувань гіроскопів. Наведено фізичні принципи роботи КВГ та режими роботи системи керування: режим датчика кутової швидкості, інтегруючий та диференціальний режими. Окрему увагу приділено трирежимній системі керування, яка дозволяє об'єднати переваги всіх режимів без зміни апаратної частини.
У другому розділі розглядаються математичні аспекти роботи складових системи керування КВГ. Представлено математичну модель циліндричного резонатора на основі двовісного маятника та розрахунок його власних частот. Проаналізовано способи демодуляції сигналу та роботу ПІД-регулятора у контурах системи керування .
У третьому розділі описано розроблені методи налаштування та випробування складових КВГ. Представлено метод балансування на основі обертання стоячої хвилі, який покращує вимірювання параметрів дебалансу. Описано принципи налаштування ПІД-регуляторів для контурів системи керування та наведено інформаційну модель процесу . Представлено алгоритм автоматичної компенсації залишкової різночастотності.
У четвертому розділі наведено результати експериментальних досліджень розроблених методів. Представлено результати автоматичного вимірювання власної частоти акустичним методом та результати балансування з використанням визначення параметрів дебалансу методом обертання стоячої хвилі . Наведено результати вимірювань вихідного сигналу системи керування у режимі датчика кутової швидкості при різних методах налаштування ПІД-регуляторів. Представлено результати моделювання автоматичної компенсації різночастотності.
Усі результати, що виносяться на захист, є новими. Вони неодноразово обговорювалися на міжнародних конференціях. За матеріалами дисертації опубліковано 5 статей, 6 тез конференцій, які повною мірою відображають її зміст.
Registration Date
2026-05-29
popup.nrat_date
2026-06-08 / 2026-08-06
