Статья посвящена разработке информационно-сетевого комплекса (ИСК) для сопровождения производственных операций контроля, диагностики и настройки точностных характеристик твердотельных волновых гироскопов с целью повышения качества изделий и эффективности технологических процессов.Для этого сначала проведен анализ существующих информационных систем сопровождения автоматизации технологических процессов и их контроля. Обсуждается возможность использования таких систем в производстве твердотельных волновых гироскопов.В результате предложена структура ИСК, разделяющаяся на физическую и информационную подсистемы. В ней физическая подсистема представляет собой набор коммутирующих устройств в виде стендов с промышленными компьютерами, узлов связи, серверов и персональных компьютеров и других периферийных устройств. А информационная подсистема включает программное обеспечение для автоматизации технологических операций и анализа получаемых данных. Предполагается, что программное обеспечение анализа данных будет также производить запросы к базе данных и обрабатывать большие объемы информации  с использованием алгоритмов машинного обучения.Для повышения эффективности всей системы организуется автоматический сбор физических и точностных параметров изделий на разных этапах их производства. Среди основных планируемых результатов работы ИСК выделены: оптимизация технологических процессов и выявление сложных многофакторных нелинейных зависимостей параметров качества от параметров технологических операций, а также автоматическое оперативное выявление неисправного оборудования с выработкой рекомендаций по его ремонту и автоматический оперативный контроль уровня квалификации операторов с регулировщиками.Отдельно обсуждаются способы интегрирования ИСК в производственный процесс изготовления твердотельного волнового гироскопа.

The paper discusses the main issues that arise while developing and implementing automatic process control systems (APCS) in relation to the technological operations of balancing quartz hemispherical resonators of solid-state wave gyroscopes. For this, the article gives a general algorithm for performing the technological process of resonator balancing; block diagrams of the automatic process control system of balancing and the general algorithm for balancing the resonators. The latter discloses internal algorithms for determining the physical parameters of the gyroscope resonator, for making a decision on resonator balancing and controlling the etching process of the gyroscope quartz resonator. The necessary application software (SW) for the automatic process control system for balancing gyroscope resonators is considered separately. The paper states that to build the first version of the automatic process control system for balancing resonators, it is recommended, as an intermediate step, to modernise and work out the “advising” automatic process control system, which, in the development of the existing locally automatic process control system, should be supplemented by solving the following important tasks: increasing the accuracy of determining physical parameters, calculating the efficiency of the ongoing balancing operation and estimating the effective control of the ion-plasma source. In the considered automatic process control system for balancing the resonators of the solid state wave gyroscopes (SSWG), it is not supposed to completely exclude the system operator’s role and importance. He performs the primary check of the stand, the installation of the resonator in the stand, as well as the initial setup. Automation at the first stage will consist of closing the operations of determining the physical parameters, calculating the balancing efficiency and ion-plasma etching of the quartz resonator. The closure of these operations is carried out with the help of application software installed on the central control computer of the automated workplace of the balancing system operator.

No abstract

Системно описаны методики исследования свободного выбега стоячих волн в резонаторах интегрирующих твердотельных гироскопов по сигналам их измерительных устройств. Для этого подробно рассмотрены процессы формирования рабочей и квадратурной стоячих волн через резонансные моды колебаний, а также раскрыта внутренняя структура измеряемых сигналов. Показаны связи стоячих волн с измерительными сигналами, что принято в качестве математической основы для идентификации медленно изменяемых характеристик волновых процессов в резонаторе.Проанализированы четыре варианта алгоритмов измерения временного поведения медленных характеристик рабочей и квадратурной стоячих волн, в которых задача идентификации сводится к аналитическим формулам и однопараметрической оптимизации для уточнения частоты. В первом алгоритме производится обработка результатов измерений без учета квадратурной волны. Он предлагается для формирования начального приближения в задаче уточняющей многопараметрической оптимизации функционала идентификации. Во втором алгоритме обработка результатов измерений выполняется с использованием информации о фазовом сдвиге сигналов измерительного устройства. Он позволяет одновременно контролировать моменты времени прохождения стоячими волнами осей измерительного устройства по критерию увеличения фазового сдвига на p/2. Это может оказаться важным при синтезе контуров активного подавления квадратурной волны через обратную связь по сигналу фазового рассогласования измерительных сигналов. В третьем алгоритме для обработки результатов измерений предложен переход к подвижным осям стоячих волн. Его преимуществом является большая физическая наглядность результатов, а также удобство дополнительного косвенного контроля сохранности масштабирования измерительных сигналов. В четвертом алгоритме идентификации обработка результатов измерений производится с использованием численных процедур цифровой демодуляции.Дополнительно проанализирована методика исследования свободного выбега стоячих волн с использованием стандартных процедур  одновременной многопараметрической численной минимизации функционала ошибки идентификации сразу по всем пяти медленно изменяемым во времени функциям стоячих волн. Выполненные натурные исследования подтвердили ее эффективность.

The article deals with the problem of identifying the dynamic parameters of the resonator of a solid-state wave gyroscope, based on the signals measured when the sensor is operating in free-run mode. The search for the dynamic parameters of a solid-state wave gyroscope is one of the most important operations of the quality control of its production. The paper describes two methods for determining the physical parameters of a quartz resonator of a solid-state wave gyroscope. For each method, the mathematical substantiation of the relationship between the dynamic behavior of the resonator and its physical parameters is given. On the basis of each of the techniques, an algorithmic support for the extraction of the physical parameters of the resonator of a solid-state wave gyroscope is presented. The research of the accuracy of calculating the visual parameters by the described methods on experimental data of a resonator with known parameters has been carried out. The results obtained show the practical applicability of the described methods. An example of using the methods described in the work is the identification and control of the dynamic parameters of a quartz hemispherical resonator of a solid-state wave gyroscope at the technological stage of “balancing”.