适用于编码器故障的永磁同步电机容错控制

1

作者 王凯 杨欲晓 +1 位作者 王利卿 孙明明 《机械设计与研究》 北大核心 2025年第5期333-339,346,共8页

当永磁同步电机驱动系统中的霍尔编码器由于机械振动等因素发生故障停用或者输出偏移时,电机驱动系统将失去位置反馈信息进而发生严重的系统失控。为此,提出适用于霍尔编码器故障的永磁同步电机容错控制方案,引入置信度加权学习熵的策... 当永磁同步电机驱动系统中的霍尔编码器由于机械振动等因素发生故障停用或者输出偏移时,电机驱动系统将失去位置反馈信息进而发生严重的系统失控。为此,提出适用于霍尔编码器故障的永磁同步电机容错控制方案,引入置信度加权学习熵的策略来监控两个预测角位移滤波器的权重增量,较高的权重增量方差将导致控制器置信度降低,进而使得控制系统能迅速且精确地检测出编码器可能存在的异常故障。所提出的电机控制系统结合了无传感器控制策略和有传感器控制策略,在电机驱动系统正常时使用有传感控制策略,在检测到编码器故障时迅速切换到无传感控制策略,从而使得电机驱动系统具备良好的静止和低速运行性能,同时系统对编码器故障的容错控制能力也得到了提高。搭建实验样机,对所提出的方案进行验证,结果表明,所提方案可以在不依赖自适应阈值的前提下快速精确地实现对编码器故障的检测,并进行相应的容错控制。 展开更多

关键词 永磁同步电机 容错控制 编码器故障检测 置信度加权学习熵 预测角位移滤波器 权重增量

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经典圆锥误差补偿算法中剩余误差估计的局限性研究 被引量：20

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作者 严恭敏 严卫生 徐德民 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2008年第4期379-385,共7页

在经典圆锥误差补偿系数和剩余误差估计公式推导过程中,特别在半锥角有限小、圆锥运动频率较低和选用多子样算法时,经典的剩余误差估计方法会出现严重偏差。在不能视半锥角为无限小量情况下,文中利用推导方法提出一种新的剩余误差估计... 在经典圆锥误差补偿系数和剩余误差估计公式推导过程中,特别在半锥角有限小、圆锥运动频率较低和选用多子样算法时,经典的剩余误差估计方法会出现严重偏差。在不能视半锥角为无限小量情况下,文中利用推导方法提出一种新的剩余误差估计的参考公式,即圆锥误差补偿极限精度公式。利用仿真方法验证了等效旋转矢量误差的周期项对圆锥常值漂移误差有影响。研究表明,在一定的半锥角和圆锥频率的工程应用环境下,当极限精度发挥作用时,提高圆锥误差补偿精度的唯一途径是缩短补偿周期,而不像经典的结论那样——通过提高子样数几乎能无限提高圆锥误差补偿精度。 展开更多

关键词 圆锥误差补偿 等效旋转矢量 四元数 角增量 捷联惯导系统

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基于Hermite插值的制导炮弹姿态旋转矢量优化方法 被引量：5

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作者 邓志红 汪进文 +1 位作者 尚剑宇 张翔 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期2056-2065,共10页

在制导炮弹姿态解算过程中,角增量提取精度对姿态解算精度的影响显著,为此提出一种Hermite插值二子样角增量提取算法。进一步优化Hermite插值公式的系数,得出优化Hermite插值二子样角增量提取算法。在锥动环境下,将该算法与Lagrange插... 在制导炮弹姿态解算过程中,角增量提取精度对姿态解算精度的影响显著,为此提出一种Hermite插值二子样角增量提取算法。进一步优化Hermite插值公式的系数,得出优化Hermite插值二子样角增量提取算法。在锥动环境下,将该算法与Lagrange插值三子样角增量提取算法进行仿真和试验对比。结果表明:采用所提出的Hermite插值二子样角增量提取算法的姿态解算精度优于Lagrange插值,且优化Hermite插值更适用于制导炮弹姿态解算的实际情况;该算法不仅适用于制导炮弹高动态环境,而且在同样精度条件下,可降低姿态更新采样频率,降低了对导航计算机的要求。 展开更多

关键词 制导炮弹 高动态锥动环境 旋转矢量 角增量提取 HERMITE插值

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增量式光电轴角编码器零点漂移问题解决 被引量：4

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作者 门涛 杨悦 +2 位作者 徐蓉 刘长海 温昌礼 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第2期497-501,共5页

介绍了增量式光电轴角编码器的工作原理及其在空间目标测量领域的应用。分析了轴角编码器零点漂移的原因,推导了基于轴系和球谐函数的望远镜系统误差修正模型。提出了采用外复核方法解算望远镜指向精度,即用前两天测星解算出来的系统球... 介绍了增量式光电轴角编码器的工作原理及其在空间目标测量领域的应用。分析了轴角编码器零点漂移的原因,推导了基于轴系和球谐函数的望远镜系统误差修正模型。提出了采用外复核方法解算望远镜指向精度,即用前两天测星解算出来的系统球谐函数误差模型系数修正并复核当天的测星误差。设计了零点标定实验对轴角编码器零位进行标定,进行了连续11个晴天夜晚的观测实验,在零点标定前后观测在视场内均匀分布的30颗恒星,分别解算得到望远镜指向误差,确认了轴角编码器的零点漂移现象。采集GPS卫星数据进行了精度鉴定,望远镜方位和俯仰的轴系误差均值由13.99″、11.50″分别降至5.94″、-3.49″,验证了零点标定方法消除零位漂移并提高望远镜测量精度的可行性。 展开更多

关键词 轴角编码器 零点漂移 球谐函数 指向精度

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基于新的圆锥补偿结构的姿态算法（英文） 被引量：3

5

作者 汤传业 陈熙源 李博天 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期580-586,共7页

提出基于一种新的圆锥补偿结构的捷联惯导姿态算法。与传统的姿态算法不同,新算法中同时引入了角速率和角增量用于圆锥补偿(适用于角速率输入或角速率和角增量同时输入)。基于所提出的圆锥误差补偿结构,引入时间泰勒方法进行圆锥误差补... 提出基于一种新的圆锥补偿结构的捷联惯导姿态算法。与传统的姿态算法不同,新算法中同时引入了角速率和角增量用于圆锥补偿(适用于角速率输入或角速率和角增量同时输入)。基于所提出的圆锥误差补偿结构,引入时间泰勒方法进行圆锥误差补偿优化设计,并定义了两种性能评价模型,以分别用于一般圆锥和机动环境下的姿态算法性能评估。将新的姿态算法与传统角增量输入的姿态算法通过仿真进行了对比分析,结果表明,在相同的采样频率和姿态更新周期以及相同的圆锥和机动环境的条件下,新的五子样姿态算法的性能明显优于传统角增量输入的五子样姿态算法。 展开更多

关键词 姿态算法 角速率 角增量 圆锥补偿结构 时间泰勒方法

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卫星高精度相对姿态确定技术 被引量：3

6

作者 张春青 王淑一 陈超 《空间控制技术与应用》 2014年第3期19-24,共6页

高分辨率遥感卫星姿态事后处理精度的典型指标要求为2.4″(3σ).受星敏感器低频误差影响,常规的星敏感器/陀螺组合定姿方法的姿态确定精度难以实现上述指标要求.考虑到陀螺短期测量精度高的特性,提出了一种基于陀螺测量信息的相对姿态... 高分辨率遥感卫星姿态事后处理精度的典型指标要求为2.4″(3σ).受星敏感器低频误差影响,常规的星敏感器/陀螺组合定姿方法的姿态确定精度难以实现上述指标要求.考虑到陀螺短期测量精度高的特性,提出了一种基于陀螺测量信息的相对姿态确定方案.利用陀螺信息确定各时刻相对于起始时刻的相对姿态,起始时刻的绝对姿态精度由地面高精度标定等手段保证.采用该方案可以在一定时间内实现高精度的姿态确定精度.给出了针对该方案的理论分析、数学仿真以及物理仿真试验结果. 展开更多

关键词 卫星姿态确定 姿态角度增量 速率陀螺 精度

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陀螺角速率输入下的姿态算法比较 被引量：2

7

作者 程海彬 鲁浩 任宏光 《航空兵器》 2007年第1期18-21,共4页

传统姿态算法大都是建立在陀螺角增量输入基础之上的,直接应用于角速率陀螺组成的捷联惯导系统中时,存在着由于要提取角增量而使算法精度下降的问题。本文介绍一种能够同时利用角增量和角速率的旋转矢量改进算法,大幅度提升了算法性能;... 传统姿态算法大都是建立在陀螺角增量输入基础之上的,直接应用于角速率陀螺组成的捷联惯导系统中时,存在着由于要提取角增量而使算法精度下降的问题。本文介绍一种能够同时利用角增量和角速率的旋转矢量改进算法,大幅度提升了算法性能;并针对角增量提取过程精度不高的情况提出了一种新的算法。 展开更多

关键词 旋转矢量 姿态算法 角增量 锥运动 捷联惯导

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光电轴角编码器发展现状分析及展望 被引量：55

8

作者 汤天瑾 曹向群 林斌 《光学仪器》 2005年第1期90-95,共6页

系统地介绍了光电轴角编码器的概况、原理和性能以及相应开发工作的新动向。重点对德国的Heidenhain公司、日本和中国的主要生产厂家的产品进行了统计和分析,并就一些新技术、新趋势及母板制造方面进行了展望和评述。

关键词 :光电轴角编码器 增量式 绝对式 编码器 分辨力

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基于角速率和速度增量的捷联惯导划桨效应优化算法 被引量：1

9

作者 徐梓峰 卢艳娥 庞春雷 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2013年第6期23-26,共4页

为满足陀螺输出为角速率、加速度计输出为速度增量的捷联惯导系统在恶劣环境下的精度要求,重新设计了一种速度更新过程中划桨误差的补偿算法,推导了由曲线拟合角速率和比力的划桨误差补偿算法,并在载体作划船运动条件下对算法进行了优... 为满足陀螺输出为角速率、加速度计输出为速度增量的捷联惯导系统在恶劣环境下的精度要求,重新设计了一种速度更新过程中划桨误差的补偿算法,推导了由曲线拟合角速率和比力的划桨误差补偿算法,并在载体作划船运动条件下对算法进行了优化。仿真结果表明,优化后的算法在载体运动剧烈时的补偿效果明显优于普通算法,满足了高动态环境下的精度需求。 展开更多

关键词 捷联惯导 角速率 速度增量 划桨误差

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基于惯性传感器输出匹配的舰船变形估计方法 被引量：12

10

作者 柳爱利 戴洪德 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期145-148,共4页

大型舰船在海上航行过程中由于风浪作用、载荷变化、太阳照射以及载体机动等原因会产生一定的变形,该变形会极大地影响到舰载武器装备所需姿态信息的精度。针对这一问题,本文提出了在战位点安装惯性测量单元(IMU:陀螺+加速度计),直接根... 大型舰船在海上航行过程中由于风浪作用、载荷变化、太阳照射以及载体机动等原因会产生一定的变形,该变形会极大地影响到舰载武器装备所需姿态信息的精度。针对这一问题,本文提出了在战位点安装惯性测量单元(IMU:陀螺+加速度计),直接根据IMU输出的速度增量和角速度信息,结合舰船主惯性导航系统的输出信息,利用卡尔曼滤波估计舰船变形角,来补偿船体变形对武器姿态数据的影响。仿真结果表明,在中等海况下,介绍的方法能够快速准确地估计出舰船变形角,在10秒钟内能达到1角分的精度。 展开更多

关键词 舰船变形测量 惯性测量单元 卡尔曼滤波 “速度增量+角速度”匹配

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自旋推进微纳卫星机理分析 被引量：1

11

作者 梁振华 廖文和 张翔 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期127-133,共7页

为解决微纳卫星在机动变轨过程中受到侧向干扰力矩的问题,选择自旋稳定的方式,降低卫星速度指向偏差.考虑到质量变化以及喷气阻尼力矩的影响,建立恒定推力下无轴向扭矩的微纳卫星自旋推进模型,得到角速度、欧拉角、角动量以及角速度和... 为解决微纳卫星在机动变轨过程中受到侧向干扰力矩的问题,选择自旋稳定的方式,降低卫星速度指向偏差.考虑到质量变化以及喷气阻尼力矩的影响,建立恒定推力下无轴向扭矩的微纳卫星自旋推进模型,得到角速度、欧拉角、角动量以及角速度和欧拉角最大值的解析解.应用实例进行数值分析,结果表明:所求得的解析解精度较高;在发动机点火过程中,侧向角速度和欧拉角呈周期性变化,其中侧向角速度振幅越来越小;角动量矢量指向曲线为一圆形,圆形的半径近似等于卫星速度增量指向偏差;高速自旋的微纳卫星动不平衡特性对卫星自旋机动过程影响较小;微纳卫星的外形越接近于圆盘状,卫星速度增量指向偏差越小,变轨精度越高. 展开更多

关键词 微纳卫星 自旋推进 解析解 角动量 速度增量

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系列运动参数数字检测技术的研究 被引量：1

12

作者 张吉月 于静 《北京石油化工学院学报》 2009年第2期36-39,共4页

针对角度、角速度、线速度、位移等运动参数高精度检测的需求,研究检测精度高、范围宽、使用寿命长的系列运动参数数字式传感技术十分必要,而角速度的检测是其它参数检测的基础。采用增量式光电编码器和系列传感机构的全新设计以及基于... 针对角度、角速度、线速度、位移等运动参数高精度检测的需求,研究检测精度高、范围宽、使用寿命长的系列运动参数数字式传感技术十分必要,而角速度的检测是其它参数检测的基础。采用增量式光电编码器和系列传感机构的全新设计以及基于角速度预估的变采样周期的M法测速方案,实现不同速度区间角速度的精确检测。结果表明角速度在15-1 500 r/min区间保持了相同的分辨率和精度。 展开更多

关键词 增量编码器 角度传感器 角速度 线速度 位移

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基于增量式光栅编码器的高精度角位移测试方法 被引量：8

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作者 刘晴晴 韩利军 +1 位作者 任磊 邵春江 《航天控制》 CSCD 北大核心 2017年第3期58-61,共4页

针对增量式光栅编码器,给出一种四倍频细分结合A/D转换计算反正切的方法,测量编码器转过的角位移。经验证,该方法能有效提高增量式光栅编码器的分辨率,得到较高的角位移测量精度。

关键词 增量式光栅编码器 四倍频细分 反正切计算 角位移测量

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无人机高机动抗扰轨迹跟踪控制方法 被引量：3

14

作者 王英勋 宋欣屿 +1 位作者 赵江 蔡志浩 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期1806-1817,共12页

针对传统的四旋翼控制方法在高机动飞行时控制效果不佳,难以跟踪机动性较强的轨迹且控制精度较低的问题,设计了基于增量非线性动态逆控制(INDI)方法和微分平坦前馈的轨迹跟踪控制器,不仅提高了高机动轨迹的跟踪精度,也增强了抗扰能力。... 针对传统的四旋翼控制方法在高机动飞行时控制效果不佳,难以跟踪机动性较强的轨迹且控制精度较低的问题,设计了基于增量非线性动态逆控制(INDI)方法和微分平坦前馈的轨迹跟踪控制器,不仅提高了高机动轨迹的跟踪精度,也增强了抗扰能力。由于角加速度无法直接获得,该方法对其非常敏感,设计了多种角加速度估计方法进行对比,通过飞行试验选择了效果最佳的互补滤波方法。试验结果证明:设计的基于互补滤波的前馈INDI方法可以控制飞行器快速、准确地跟踪高机动轨迹,且具有较强的抗扰能力。 展开更多

关键词 四旋翼 轨迹跟踪 增量非线性动态逆控制(INDI) 抗扰控制 角加速度估计

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增量式光电旋转编码器及在角减速度测量中的应用 被引量：15

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作者 王磊杰 张红梅 《机电产品开发与创新》 2005年第5期115-116,118,共3页

介绍了增量式光电旋转编码器的原理、结构,根据输出信号的特征提高测量精度的四倍频处理方法,在此基础上说明了常用的基于编码器的输出信号的测速原理、方法。最后给出了基于增量式光电旋转编码器进行角减速度测量的系统构成,实际应用... 介绍了增量式光电旋转编码器的原理、结构,根据输出信号的特征提高测量精度的四倍频处理方法,在此基础上说明了常用的基于编码器的输出信号的测速原理、方法。最后给出了基于增量式光电旋转编码器进行角减速度测量的系统构成,实际应用精度要求采用的最小二乘拟合法的处理方法。 展开更多

关键词 增量式光电旋转编码器 光栅盘 瞬时角速度 角减速度 最小二乘拟合法

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基于角速率和速度增量的捷联惯性导航算法研究 被引量：2

16

作者 王伟鹏 杨博 李方 《航天控制》 CSCD 北大核心 2012年第3期3-6,共4页

捷联惯性导航算法一般是基于惯性器件输出为角速率、比力或角增量、速度增量进行设计的,不能直接应用于陀螺输出为角速率、加速度计输出为速度增量的捷联惯性导航系统。为了解决此问题和满足精度要求,重新设计了一套捷联惯性导航算法:... 捷联惯性导航算法一般是基于惯性器件输出为角速率、比力或角增量、速度增量进行设计的,不能直接应用于陀螺输出为角速率、加速度计输出为速度增量的捷联惯性导航系统。为了解决此问题和满足精度要求,重新设计了一套捷联惯性导航算法:姿态更新算法采用了经典的四阶龙格-库塔法,推导出了一种新的速度更新算法,该算法可以有效补偿速度计算中的划桨效应误差。仿真结果表明,该种速度更新算法仿真速度快、精度高,具有一定的工程实用价值。 展开更多

关键词 角速率 速度增量 四阶龙格-库塔法 划桨效应

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I-ECAP挤压对汽车散热器用MnE21镁合金性能的影响

17

作者 韩东艳 贾爱芹 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2018年第3期140-143,共4页

采用不同的挤压工艺进行了汽车散热器用Mn E21镁合金板材试样的成形,并进行了试样力学性能和耐腐蚀性能的测试与分析。结果表明：与常规挤压相比,I-ECAP挤压可以提高试样力学性能和耐腐蚀性能。Mn E21镁合金板材成形优选I-ECAP挤压工艺... 采用不同的挤压工艺进行了汽车散热器用Mn E21镁合金板材试样的成形,并进行了试样力学性能和耐腐蚀性能的测试与分析。结果表明：与常规挤压相比,I-ECAP挤压可以提高试样力学性能和耐腐蚀性能。Mn E21镁合金板材成形优选I-ECAP挤压工艺。与常规挤压优化工艺相比,I-ECAP挤压能增大抗拉强度12 MPa、屈服强度9 MPa、腐蚀电位正移22 m V。 展开更多

关键词 MN E21镁合金 汽车散热器 挤压工艺 力学性能 耐腐蚀性能 增量等通道角挤压

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基于视线角速率的最优增量制导技术研究 被引量：1

18

作者 石鑫 杨文学 郭亚波 《航空计算技术》 2010年第4期43-45,共3页

提出一种基于视线角速率最优的制导方案。方案从最优控制的性能指标函数出发,通过求解一个Riccati方程和相关约束条件,并对系统进行一系列的相关的理想化的假设,得到系统的一般形式的制导指令。同时,为了避免制导指令在正负之间的频繁切... 提出一种基于视线角速率最优的制导方案。方案从最优控制的性能指标函数出发,通过求解一个Riccati方程和相关约束条件,并对系统进行一系列的相关的理想化的假设,得到系统的一般形式的制导指令。同时,为了避免制导指令在正负之间的频繁切换,根据偏置比例制导的原理,在制导指令中引入一个制导指令的增量,来减轻这一问题,并与传统的比例制导进行比较。仿真结果表明,这种制导方法相对于比例制导律而言,精度较高,性能优良,具有一定工程参考意义。 展开更多

关键词 视线角速率 最优控制 增量 制导

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新型旋转角加速度传感器特性标定系统的研究 被引量：3

19

作者 陆盛康 冯浩 赵浩 《计量学报》 CSCD 北大核心 2020年第5期578-584,共7页

针对旋转角加速度传感器的标定问题,构建了一套特性标定系统。首先分析了永磁旋转角加速度传感器的工作原理,并提出了一种基于调频调压电源供电的、异步电动机纯单相运行的、可调频调幅的旋转角加速度脉动源系统;然后采用传统增量式光... 针对旋转角加速度传感器的标定问题,构建了一套特性标定系统。首先分析了永磁旋转角加速度传感器的工作原理,并提出了一种基于调频调压电源供电的、异步电动机纯单相运行的、可调频调幅的旋转角加速度脉动源系统;然后采用传统增量式光栅编码器和现场可编程门阵列构建了旋转角加速度测量系统;最后通过比较旋转角加速度传感器的输出电压峰值和测量系统得到的实际旋转角加速度峰值,对传感器输出特性进行了标定,得到传感器输出电压与角加速的特性曲线,线性误差为1. 81%。 展开更多

关键词 计量学 旋转角加速度传感器 振动源 光栅增量式编码器 现场可编程门阵列

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5H-2谷物烘干机干燥箱多孔角状盒的设计与试验 被引量：1

20

作者 张利峰 廖骞 +3 位作者 刘大为 谢方平 王修善 李铁辉 《湖南农业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期86-91,共6页

为改善5H-2谷物烘干机的干燥性能,将原有角状盒改造为多孔角状盒。通过Fluent对多孔角状盒的干燥段气流场进行仿真分析,对比空载条件下干燥箱内部温度场变化情况,结果表明,装有多孔角状盒的干燥箱内部温度场较原有角状盒的分布更趋均匀... 为改善5H-2谷物烘干机的干燥性能,将原有角状盒改造为多孔角状盒。通过Fluent对多孔角状盒的干燥段气流场进行仿真分析,对比空载条件下干燥箱内部温度场变化情况,结果表明,装有多孔角状盒的干燥箱内部温度场较原有角状盒的分布更趋均匀。选择早稻‘中早35’稻谷,在5H-2谷物烘干机上安装多孔角状盒开展烘干试验,设置热风干燥温度为65℃,风速为8 m/s,干燥缓苏比为1∶2,结果装有多孔角状盒的烘干机干燥速率为0.798%/h~1.002%/h,烘干后爆腰增率为7.4%~10.2%,相比原有角状盒谷物烘干机,其干燥速率提高了12.1%~21.2%,爆腰增率降低了1.9%~5.1%。 展开更多

关键词 谷物烘干机 干燥箱 角状盒 干燥速率 爆腰增率

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