Effective rejection of acoustic and magnetic fields’ disturbances by single-mass differential vibratory gyroscope

V. V. Chikovani; H. V. Tsiruk

doi:10.33577/2312-4458.16.2017.31-37

Автор(и)

V. V. Chikovani Національний авіаційний університет, Київ, доктор технічних наук, професор кафедри систем управління літальними апаратами, Ukraine
H. V. Tsiruk Національний авіаційний університет, Київ, аспірант кафедри систем управління літальними апаратами, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.33577/2312-4458.16.2017.31-37

Ключові слова:

диференціальний гіроскоп, коефіцієнт пригнічення, акустичні збурення, чутливість до магнітного поля

Анотація

В роботі аналізується диференційний режим роботи вібраційного гіроскопа в якості третього режиму на відміну від першого - режиму вимірювання кутової швидкості і другого - інтегруючого режиму. У диференціальному режимі роботи стояча хвиля стримується між електродами. В цьому випадку утворюються два X і Y вимірювальних канала з протилежними знаками кутових швидкостей. Зсуви нулів і масштабні коефіцієнти вимірювальних каналів X і Y залежать від кутового положення θ стоячої хвилі відносно електрода збудження X. Існує кутове положення θ*, при якому масштабний коефіцієнт SF_x каналу X дорівнює масштабному коефіцієнту SF_y каналу Y. У цій статті експериментально визначаються коефіцієнти придушення як зовнішніх акустичних імпульсів, частота яких близька до резонансної, так і постійних і змінних магнітних полів у разі, коли стояча хвиля знаходиться в кутовому положенні θ*. В протилежність іншим типам диференціальних гіроскопів, які можуть бути реалізовані, використовуючи дво- або багато- масові конструкції резонатора, в гіроскопах з одно- масовими резонаторами можуть бути досягнуті вищі коефіцієнти придушення різних обурень, коли стояча хвиля знаходиться в положенні θ*, забезпечуючи задоволення вимогам багатьох важливих застосувань. Результати випробувань показують чудові властивості пригнічення обурень диференціальним режимом роботи вібраційного гіроскопа з одно- масовим резонатором. У роботі також проводиться порівняння відгуків на обурення диференціального режиму і режиму виміру кутової швидкості того ж гіроскопа.

Посилання

D.D. Lynch “Coriolis Vibratory Gyroscope, IEEE Standard Specification Format Guide and Test Procedure for Coriolis Vibratory Gyros”, IEEE std.1431TM, Annex B, pp.56-66, Dec. 2004.

J.A. Gregory “Characterization Control and Compensation of MEMS Rate and Rate-Integrating Gyroscopes”.- Ph.D. Dissertation, Michigan University, P.198, 2012.

V.V. Chikovani, O .A. Suschenko “Differential mode of operation for ring-like resonator CVG”, IEEE Proc. Intern. Conf. on Electronics and Nanotechnology, Kyiv, Ukraine, pp.451-455, 15-18 April 2014.

V.V. Chikovani, H.V. Tsiruk “Differential Mode of Operation for Multimode Vibratory Gyroscope”, IEEE Proc. Intern. Conf. on Actual Problem of Unmanned Aerial vehicles Development (APUAVD), NAU, Kyiv, Ukraine, pp.87-90, Oct.13-15, 2015.

V.V. Chikovani, H.V. Tsiruk “Differential CVG shock damping capacity. Computer simulation results”.- IEEE Proc. Intern. Conf. on Methods and Systems of Navigation and Motion Control (MSNMC), NAU, Kyiv, Ukraine, Oct.14-17, 2014, pp.132-134.

V. Chikovani, O. Suschenko, H. Tsiruk “Redundant Information Processing Techniques Comparison For Differential Vibratory Gyroscope”.- Eastern-European Journal of Enterprise Technologies 4/7 (82), 2016, pp. 45-52.

V.V. Chikovani, H.V. Tsiruk, “Viratory gyro accuracy parameters improving by means of excitation control”.- Elelectronics and Control Systems, #3 (37), 2013, pp. 43-48.

D.D. Lynch, “Vibratory gyro analysis by the method of averaging,” in 2nd St. Petersburg Int. Conf. on Gyroscopic Technology and Navigation, St. Petersburg, Russia, 1995, pp.26-34.

Y. Son, H. Shin, D. Kim, Y. Park, J. Noh, K. Choi, J. Choi, Y. Kim: Rocking Drones with Intentional Sound Noise on Gyroscopic Sensors, Proc. of the 24th USENIX Security Symposium, Washington, D.C., August 12–14, 2015.

G. Roth: Simulation of the Effects of Acoustic Noise on MEMS Gyroscope, MS Thesis, Auburn University, P.101, 2009.

W.N. Yunker, C.B. Stevens, T. F. George, R.N Dean: Sound attenuation using microelectromechanical systems fabricated acoustic metamaterials, Journal of Applied Physics, v. 113, 024906, 2013. http://dx.doi.org/10.1063/1.4774021.

P. Soobramaney: Mitigation of the Effects of High Levels of High-Frequency Noise on MEMS Gyroscopes, Ph.D. Dissertation, Auburn University, Alabama, P.200, 3Aug. 2013.

V.V. Chikovani, H.V. Tsiruk, A.N. Beregovoy, V.N. Makarenko, V.O. Paraschanov “Influence of External Acoustic Disturbances on Differential Vibratory Gyroscope Output Signals”.-Proc. 2016 IEEE 4th International Conference on Methods and Systems of Navigation and Motion Control, October 18-20, 2016 Kyiv, Ukraine, pp.95-97.