基于PCSF算法的扭矩测量过程导致的角度测量误差补偿

基于立式桶状精密减速器高精度检测仪现有结构,研究了测量扭矩引起仪器形变进而导致角度测量误差的现象及其规律。提出了扭矩、刚度和角度三结合标定方法,设计了基于加载扭矩变化的仪器刚度在线校准装置。基于PCSF算法实现了仪器刚度导致角度测量误差的实时专项补偿。解决了加载的测量扭矩变化影响仪器角度测量精度的难题。实验结果表明,补偿后扭矩变化导致的角度测量误差在±2″以内。

补偿角度算法纠正放射治疗摆位旋转误差

目的:阐述一种在未配备六维治疗床的直线加速器上,使用旋转误差补偿角度消除患者旋转误差的方法。方法:使用锥形束CT(CBCT)获得患者每次六维摆位误差,在刚体假设下,根据摆位误差定义加速器坐标系和患者坐标系的变换矩阵。使用2个独立矢量描述加速器机架角、治疗床转角和准直器转角3个变量,对这2个矢量作坐标变换后,即可得到加速器旋转误差补偿角度。结果:使用加速器旋转误差补偿角度,能完全纠正治疗过程中的摆位旋转误差,纠正旋转误差耗时少,可以加入图像引导放射治疗(IGRT)的日常操作流程中。结论:用旋转误差补偿角度替代六维治疗床,纠正摆位旋转误差的方法简单可行,可以使未配备六维治疗床的加速器具备纠正摆位旋转误差的能力。

旋转矢量算法中圆锥补偿误差的变化规律

基于典型圆锥运动输入,研究、分析了旋转矢量算法中圆锥补偿误差的变化规律。从理论上推导、分析了基于角速率的旋转矢量算法及其圆锥补偿误差与旋转矢量算法本身、基座动态特性之间的关系;在假定没有传感器测量误差的前提下,结合仿真,得出旋转矢量算法的圆锥补偿误差与捷联惯组的采样频率f以及圆锥运动频率ω的关系,给出了圆锥补偿误差随f/ω的变化规律,确立了旋转矢量算法具有圆锥误差补偿效应的(f/ω)的极限值:(f/ω)≥3。研究结果对捷联惯组的设计及其在高动态环境下的应用具有一定的参考价值。

基于磁旋转编码器的角度传感器动态误差补偿方法

设计了一种基于磁旋转编码器的角度传感器,分析了该角度传感器产生动态误差的原因,提出了可减小动态误差方法。该方法能有效地补偿动态误差,使角度传感器在转速高、转速变化快的动态测量中测量误差小于0.1°。

圆光栅角度传感器的误差补偿及参数辨识

基于正弦函数和粒子群算法提出了一种误差补偿及参数辨识方法,用于提高圆光栅角度传感器的测量精度。使用光电自准直仪和金属多面体对圆光栅角度传感器的测量误差进行了离散标定,通过对标定数据的频谱分析,发现传感器测量误差主要由几种不同频率的正弦函数信号组成,由此提出了一种基于正弦函数的圆光栅角度传感器误差补偿模型。补偿模型中包含7个待定常量,本文采用粒子群算法求解这7个待定常量以克服最小二乘法无法收敛的问题。以待定常量为粒子位置坐标,以平均误差为适值函数,建立了一种基于粒子群算法的参数辨识模型,并根据参数辨识模型求出最优的待定常量。应用补偿模型对关节臂式坐标测量机的6个圆光栅角度传感器测量误差进行了补偿,结果表明:补偿后各角度传感器的平均测量误差减小了约398～1102.5倍,大大地提高了传感器的测量精度。

一种新的捷联惯导系统圆锥误差补偿算法研究

鉴于传统圆锥误差补偿算法中忽略圆锥运动的幅值特性,并且存在泰勒级数高阶项截断误差的问题,基于传统圆锥误差补偿算法公式,通过载体不同的机动性能指标确定圆锥运动幅值特性,并利用最小二乘方法估计一组圆锥补偿算法的加权系数,从而得到一种新的捷联惯导系统圆锥误差补偿算法,仿真结果表明,文中算法对圆锥误差补偿效果优于传统算法。

一种求解等效旋转矢量高阶误差补偿系数的新方法

在传统等效旋转矢量多子样算法中,仅考虑了二阶不可交换误差的补偿而忽略了高阶项的影响,算法精度有限。高阶误差补偿算法在一定程度上提高了等效旋转矢量的计算精度,但是其系数求解方法比较烦琐。针对以上问题,提出一种采用数值仿真方法进行误差补偿算法系数的求解方法,将等效旋转矢量方程(Bortz方程)分解为互不相关的不同重数的角速度叉乘积的形式,随机仿真生成高阶误差期望值和一组角增量的叉乘积,建立量测方程组,通过角增量矩阵秩的计算化简消除叉乘积之间的相关性,最终求得所有误差补偿系数,所提方法具有操作简单和易于推广的突出优点。在大锥角圆锥运动和大角度机动环境下进行了对比仿真验证,与传统算法相比新的高阶算法的精度提高了2~3个数量级。

考虑效率补偿的旋转弹舵机控制耦合解耦算法

针对传统超前角度补偿解耦法引起的舵机效率降低的问题,提出了一种考虑效率补偿的指令补偿解耦算法。该算法通过量化分析舵机效率与弹体转速的关系,结合旋转火箭弹单通道舵系统控制指令的特点,确定了不同频率下的相角补偿矩阵和效率补偿矩阵算法。仿真结果表明:效率补偿解耦法对不同转速和指令频率条件,既能有效解耦,又能保证不降低舵机效率,而且实现简单,适合工程应用。

基于深度学习算法的图像传感器误差自动校正研究

图像传感器受到环境、镜头畸变等因素影响,采集数据存在一定误差,为了改善图像传感器采集效果,提出了基于深度学习算法的图像传感器误差自动校正方法。首先分析图像传感器误差校正的研究进展,分析图像传感器误差的影响因素,然后利用支持向量机对图像传感器偏移角度进行补偿,并采用深度学习算法根据影响因素建立误差自动校正模型,最后通过粗标定机制对传感器的响应参数进行拟合,实现图像传感器误差自动校正。实验结果表明深度学习算法可以提高图像传感器数据精度,校正后误差较小,校正速度较快,具有一定的实际应用价值。

一种高精度角速率圆锥补偿算法

以角速率信号作为算法输入时,采用以往常用的圆锥补偿算法,算法误差明显增大.鉴于光纤陀螺角速率信号可以直接获取,提出了一种以角速率信号作为圆锥补偿算法输入的新补偿算法.在姿态更新周期内,以光纤陀螺角速率信号作为输入,求得陀螺角速率输出的表达式,结合旋转矢量微分方程,推导出新圆锥补偿算法表达式,然后以算法漂移误差最小对新算法进行优化.采用规则进动、典型的圆锥运动以及有噪声干扰的圆锥运动作为测试输入,通过与传统算法的对比,新算法计算量低、计算简单方便,算法精度高.新算法的提出为高动态环境下光纤陀螺捷联系统的姿态误差补偿提供了一个新的思路.

基于角增量和角速率的旋转矢量算法的等效性

推导了基于角增量和角速率的两种旋转矢量算法(RVA)及其计算误差,并从理论上分析、比较了两种RVA及其圆锥补偿误差(CCE);在不考虑传感器误差情况下,对两种算法的CCE进行了基于典型圆锥运动的仿真。结果表明,两种RVA的CCE由采样频率和圆锥运动频率的比值定量确定:当比值大于1 000时,相同子样数的两种算法的CCE相等;两种RVA具有圆锥误差补偿效应的范围为该比值介于3和1 000之间。在该有效范围内,CCE随比值的减小而单调增大,并且相同子样数的两种算法的CCE随着子样数的增大而趋于相等;当比值小于等于3时,两种算法的圆锥误差补偿效应同样减弱。从而得出两种算法的圆锥误差补偿效应的近似等效性。对于捷联惯组的设计、RVA的选择及其在惯组高动态环境下的应用具有一定指导作用。

基于PSO-BP神经网络光电编码器误差补偿研究

考虑到高精度绝对式光电编码器应用广泛,其角度测量精度对整个系统精度影响较大,但由于角度传感器生产安装过程中产生的误差等原因,使得传感器在实际应用中存在一定的误差。而使用传统误差补偿方法难以得到较好的补偿效果,本文使用一种基于PSO的BP神经网络作为角度传感器误差补偿系统的算法。通过实验验证,该种算法能够对角度传感器误差进行较好的补偿,与补偿前相比,其标准偏差提高了12.5倍,最大误差和平均误差降低到9.6%和8.5%,提高了传感器检测精度。与使用了基于传统BP神经网络和基于多项式拟合算法的误差补偿系统进行对比实验,结果表明,其补偿效果亦优于这两种算法。

捷联惯导中求解圆锥误差系数的通用算法

在捷联惯导姿态更新算法中,针对传统的由等效旋转矢量微分方程求解多子样优化圆锥误差补偿系数的推导过程比较繁琐的问题,提出了一种新的计算任意子样数优化圆锥误差补偿系数的数值算法。在圆锥角运动条件下,新算法对角速度和角增量三角函数作泰勒级数展开,再根据圆锥误差积分和不同子样角增量叉乘计算过程中的多项式系数向量叉乘特点,将叉乘运算转化为多项式系数的卷积运算,新算法易于软件编程实现。最后,通过仿真计算给出了所有共计21种1~6子样优化圆锥误差补偿系数及相应的算法漂移。

全数字角度解算芯片误差分析及优化设计

为了研究高性能磁编码器角度解算芯片优化设计的相关问题,建立了采用数字坐标旋转机(CORDIC)算法和数字Ⅱ型系统实现的全数字跟踪型角度解算芯片的误差模型,在此基础上推导出CORDIC数字算法和Ⅱ型系统的误差表达式,然后根据此表达式对芯片内部的运算字长进行优化,最后采用VerilogHDL硬件描述语言建立了全数字角度解算芯片的验证系统。仿真和实验结果验证了芯片误差模型的正确性以及优化设计的可行性,当采用12Bits的A/D转换器时,其解算精度可以达到±0.042°。

基于BP网络算法的大地测量误差检测技术

针对大地测量检测时间长、检测过程成本较高,且检测结果准确度较低的问题,提出一种基于BP神经网络算法的大地测量误差检测方法.对大地测量的基本原理进行分析,通过对测量所得数据的综合计算得到待测量目标相对位移及旋转角度相关测量结果,构建基于BP网络的测量误差预测模型;将测量结果输入模型,得到的输出值即为预测误差,利用动态贝叶斯检验算法判断测量结果是否准确.结果表明,所提测量误差检测方法的检测结果准确率在90%以上,且检测过程所需时间与成本消耗低于实验对比方法,证实了所提方法的检测准确率及检测效率.

一种基于角速率的改进旋转矢量姿态更新算法

为了提高姿态更新精度,提出了一种利用前周期角速率进行优化的改进旋转矢量姿态更新算法。通过对基于角速率的旋转矢量更新算法及其算法误差的推导,针对单子样、双子样、改进双子样算法在圆锥运动条件下情况进行了仿真,并开展跑车试验。仿真结果表明,在高动态的圆锥运动条件下,利用前周期角速率的优化双子样算法,比传统的姿态更新算法具有更高的精度;跑车试验结果验证了算法的正确性和有效性。

高精度角度伺服系统

本文介绍了一种由双通道旋转变压器RDC式的角度测量系统构成的高精度角度伺服系统,给出了系统的原理框图并讨论了误差补偿方法。

基于前周期优化子样数的姿态算法

针对补偿精度存在极限的问题,对传统圆锥补偿算法的子样数进行优化,利用当前周期和前周期采样值构造圆锥补偿项。当前周期采用单子样、二子样和三子样有效缩短了补偿周期,从而提高了精度极限值,而前周期子样数选取最佳值使补偿精度趋近极限值。仿真结果表明,与传统多子样旋转矢量算法相比,该算法在圆锥补偿精度方面有一定优势。

奥地利微电子47系列磁性位置传感器实现精确角度测量

如性能模拟IC和传感器供应商奥地利微电子公司宣布推出新的“47系列”磁性位置传感器，新产品具有突破性技术，能对高速旋转的车轮进行极其准确的角度测量。新的“47系列”化置传感器包括具有DAEC（动态角度误差补偿）功能的AS5047D、AS5147、AS5247三款产品。

一种免轴系校准AE平台指向角标校方法

针对安装于方位、俯仰(AE)旋转平台的测量设备,通过分析配件6自由度方法建立了完整的制造和安装误差模型并给出了刚体模型指向角解析算法。算法消除了传统近似算法存在的轴偏离误差、高仰角误差等算法误差,且无需校准望远镜的机械安装误差、无需人工或自动读数。基于这种解析算法,提出一种通过非线性方程组数值求解获取指向角度标校参数的方法,在显著降低系统设计制造难度的前提下有效提高了标校精度。