Маслов Дмитрий Александрович

    111250, Россия, г. Москва, ул. Красноказарменная, д. 14
    dm_93@live.ru
    Национальный исследовательский университет «МЭИ»

    Bibliometric IDs:

    Scopus

    Публикации:

    Маслов Д. А.
    Подробнее
    This article is concerned with investigating the nonlinear dynamics of the cylindrical resonator of a wave solid-state gyroscope. The nonlinearity of oscillations caused by the nonlinear properties of electrostatic control sensors is considered. This nonlinearity is derived by taking into account the finite ratio of resonator flexure to the small gap of electrostatic control sensors. The equations of the electromechanical system that in interconnected form describe the nonlinear mechanical oscillations of the gyroscope resonator and electrical oscillations in the control circuit are derived. The resulting differential equations belong to the class of Tikhonov systems, since the equation of electrical processes in the control circuit is singularly perturbed. By taking into account the low electrical resistance of the oscillation control circuit, which determines a small parameter at the derivative in the singularly perturbed equation of electrical processes, the nonlinear oscillations of the wave solid-state gyroscope resonator are studied. The small parameter method is used to obtain a mathematical model of the resonator dynamics, which jointly takes into account the nonlinearity of the resonator oscillations and the electrical resistance of the oscillation control circuit. A special method is proposed to reduce the nonlinear equations of the resonator dynamics to the standard form of the system of differential equations for averaging and the equations of the dynamics of the wave solid-state gyroscope resonator are averaged. It is shown that, in the case of nonlinear oscillations, consideration of the electrical resistance of the oscillation control circuit does not affect the angular velocity of the gyroscope drift, but causes slight dissipation of the oscillations, which also leads to an insignificant correction of the resonant frequency.
    Ключевые слова: wave solid-state gyroscope, nonlinear mathematical model, singularly perturbed equation, Tikhonov system, nonlinear oscillations, averaging method, drift angular velocity
    Цитирование: Маслов Д. А.,  Nonlinear Dynamics of a Wave Solid-State Gyroscope Taking into Account the Electrical Resistance of an Oscillation Control Circuit, Нелинейная динамика, 2023, Vol. 19, no. 3, с.  409-435
    DOI:10.20537/nd230602
    Маслов Д. А., Меркурьев И. В.
    Подробнее
    The dynamics of a vibrating ring microgyroscope operating in the forced oscillation mode is investigated. The elastic and viscous anisotropy of the resonator and the nonlinearity of oscillations are taken into consideration. Additional nonlinear terms are suggested for the mathematical model of resonator dynamics. In addition to cubic nonlinearity, nonlinearity of the fifth degree is considered. By using the Krylov – Bogolyubov averaging method, equations containing parameters characterizing damping, elastic and viscous anisotropy, as well as coefficients of oscillation nonlinearity are deduced. The parameter identification problem is reduced to solving an overdetermined system of algebraic equations that are linear in the parameters to be identified. The proposed identification method allows testing at large oscillation amplitudes corresponding to a sufficiently high signal-to-noise ratio. It is shown that taking nonlinearities into account significantly increases the accuracy of parameter identification in the case of large oscillation amplitudes.
    Ключевые слова: parameter identification, vibrating ring microgyroscope, nonlinear oscillations
    Цитирование: Маслов Д. А., Меркурьев И. В.,  Increase in the Accuracy of the Parameters Identification for a Vibrating Ring Microgyroscope Operating in the Forced Oscillation Mode with Nonlinearity Taken into Account, Нелинейная динамика, 2018, Vol. 14, no. 3, с.  377-386
    DOI:10.20537/nd180308
    Маслов Д. А., Меркурьев И. В.
    Подробнее
    Рассматривается волновой твердотельный гироскоп с цилиндрическим резонатором и электростатическими датчиками управления. Используется математическая модель динамики гироскопа, описывающая нелинейные колебания резонатора при наличии напряжения на электродах. Опорное напряжение вызывает кубическую нелинейность, а переменные напряжения — квадратичную нелинейность сил управления.
    Исследуются различные режимы подачи напряжения на датчики гироскопа. Приведен вид формируемых напряжений электродов, предназначенных для линеаризации колебаний. Заданные напряжения компенсируют не только нелинейные колебания резонатора, вызванные электростатическими датчиками, но и нелинейные колебания, обусловленные другими физическими и геометрическими факторами. Показано, что силы управления имеют нелинейность, которая устраняется напряжением, подаваемым на систему электродов по специальному закону.
    Предложенная методика может быть использована для устранения нелинейных колебаний и линеаризации силовых характеристик датчиков управления волновых твердотельных гироскопов с полусферическими, цилиндрическими и кольцевыми резонаторами.
    Ключевые слова: волновой твердотельный гироскоп, цилиндрический резонатор, нелинейные колебания
    Цитирование: Маслов Д. А., Меркурьев И. В.,  Линеаризация колебаний резонатора волнового твердотельного гироскопа и сил электростатических датчиков управления, Нелинейная динамика, 2017, т. 13, № 3, с.  413-421
    DOI:10.20537/nd1703008
    Маслов Д. А., Меркурьев И. В.
    Подробнее
    Исследуется динамика резонатора вибрационного кольцевого микрогироскопа в разомкнутом и в компенсационном режимах функционирования датчика угловой скорости. Используется математическая модель вынужденных колебаний тонкого упругого резонатора, учитывающая разночастотность, разнодобротность, параметры управляющих воздействий на резонатор и коэффициент нелинейности. При помощи метода усреднения Крылова–Боголюбова исследована динамика резонатора в медленных переменных, измеряемых электронным контуром прибора. Получены формулы для определения угловой скорости при нелинейных колебаниях резонатора с алгоритмической компенсацией указанных дефектов при работе гироскопа в разомкнутом режиме функционирования датчика угловой скорости. Приведены управляющие сигналы, учитывающие дефекты гироскопа при работе гироскопа в компенсационном режиме датчика угловой скорости. Проведено численное моделирование процесса определения угловой скорости в рассматриваемых режимах функционирования гироскопа.
    Ключевые слова: вибрационный кольцевой микрогироскоп, датчик угловой скорости, нелинейные колебания, компенсация дрейфа
    Цитирование: Маслов Д. А., Меркурьев И. В.,  Компенсация погрешностей и учет нелинейности колебаний вибрационного кольцевого микрогироскопа в режиме датчика угловой скорости, Нелинейная динамика, 2017, т. 13, № 2, с.  227-241
    DOI:10.20537/nd1702006
    Маслов Д. А.
    Подробнее
    This paper develops the holomorphic regularization method of the Cauchy problem for a special type of Tikhonov system that arises in the mathematical modeling of wave solidstate gyroscope dynamics. The Tikhonov system is a system of differential equations a part of which is singularly perturbed. Unlike other asymptotic methods giving approximations in the form of asymptotically converging series, the holomorphic regularization method allows one to obtain solutions of nonlinear singularly perturbed problems in the form of series in powers of a small parameter converging in the usual sense. Also, as a result of applying the holomorphic regularization method, merged formulas for an approximate solution are deduced both in the boundary layer and outside it. These formulas allow a qualitative analysis of the approximate solution on the entire time interval including the boundary layer.
    This paper consists of two sections. In Section 1, the holomorphic regularization method of the Cauchy problem for a special type of Tikhonov system is developed. The special type of Tikhonov system means the following: singularly perturbed equations are linear in the variables included in them with derivatives, the matrix of the singularly perturbed part of the system is diagonal, the remaining equations have separate linear and nonlinear parts. An algorithm for deriving an approximate solution to the Cauchy problem for the Tikhonov system of special type by using the holomorphic regularization method is presented. In Section 2, the mathematical model describing in interconnected form the mechanical oscillations of the gyroscope resonator and the electrical processes in the oscillation control circuit is considered. The algorithm for deriving an approximate solution proposed in Section 1 is used. Formulas for an approximate solution taking into account the structure of the Tikhonov system are deduced.
    Ключевые слова: Tikhonov system of differential equations, singular perturbation, nonlinearity, holomorphic regularization method, mathematical model, wave solid-state gyroscope dynamics
    DOI:10.20537/nd241106

    Вернуться к списку