带长管道的阀控马达无磁转台控制策略研究

针对带长管道的阀控马达系统用常规PID策略控制效果不理想的缺点,提出了一种新的PIDD控制策略对系统进行控制。以考虑管道效应的系统数学模型为基础,引入对凸轮转子叶片马达所受扰动力矩的分析,并结合时滞系统的特点,导出了PIDD控制策略。实验和仿真结果基本一致,表明该控制策略能显著提高系统的速率精度并有效地减少抖动,达到很好的控制效果。

三轴无磁转台磁特性分析与结构设计

研究三轴无磁转台结构尺寸设计问题。提出基于三轴无磁转台的磁性指标对其进行结构尺寸设计的方法。考虑材料、强度、尺寸与磁性之间的关联,合理设计一种三轴无磁转台的框架结构,这一结构可在满足磁性指标的前提下为转台的强度、刚度、控制留出设计空间,并基于这一结构建立模型,从转台闭合框在地磁场中转动产生的感应电流出发,推导感应电流对周围空间造成的磁场畸变的定量表达式。同时对此公式蕴含的各尺寸元素的变化趋势和可行域作出分析。以磁场畸变不高于7 nT的三轴无磁转台设计为例,根据畸变磁场的表达式给出一种针对转台磁性指标的结构设计流程,这种设计流程对影响磁场畸变的各因素进行了合理安排。最终设计结果验证该设计方法的合理性。

大型整星无磁转台研制方案探讨

文章介绍了气浮、静压、水压、大滚子轴承式、滚轮式等5种转台方案,同时阐述了在设备研制中,优化设计、技术更新的重要性。

三轴无磁转台机械结构设计研究

在对三轴无磁转台进行简要概述的基础上,提出了设备机械结构设计的总体方案,并从外框、中框、内框的机械结构参数三个方面入手,详细分析了三轴无磁转台机械结构设计的细节,最后,对设计中应注意的事项进行了总结,形成详细的设计方案,从而使整体设计具备应用参考价值。

无磁转台的电子罗盘误差分离标定方法

采用3个分立的磁感式磁传感器和三轴加速度传感器制作了全数字输出电子罗盘;基于自制三轴旋转无磁转台提出了一种电子罗盘标误差分离标定方法。通过无磁转台获取磁传感器敏感轴非正交或未对准的参数和磁传感器输出特性曲线,磁传感器的灵敏度系数因子和偏置量。分别评价偏置、灵敏度系数不一致以及非正交或未对准对电子罗盘方位角精度的影响。实验结果表明:经过校准后,电子罗盘水平面内误差不超过0.22°,而俯仰角和翻滚角在60°内时,方位角最大误差约为0.4°,说明了标定方法的有效性。

基于无磁转台的微小型稳定平台性能指标测试方法

传统的棱镜光学测量方法大多针对大型转台和云台,微小型稳定平台体积小无法安装光学棱镜,且光学测量成本高,为解决传统测量方法无法应用于微小型稳定平台测试中的问题,提出采用无磁转台测量方法。该文利用0.05°高精度无磁转台提供不同倾角姿态参考,采集惯组姿态数据和稳定平台控制码盘数据,分析得到稳定平台角度测量精度、角度指向精度和角度稳定精度。为验证该方法的可行性,搭建微小型稳定平台样机和上位机数据采存软件。测得自制稳定平台姿态测量误差0.6°,角度指向误差0.73°,角度稳定误差0.1°。该测量方法对微小型稳定平台的性能指标测量方面具有广泛的应用前景。

弱磁矢量传感器三轴校验无磁转台研究

本文介绍的三轴校验无磁转台是弱磁矢量传感器、磁罗盘检测和校准的高精度平台。阐述了弱磁矢量传感器三轴校验无磁转台的组成和工作原理;研究了材料的弱磁特性、工作台面的耐磨性和基准精度、三轴旋转特性的稳定性及其精度传递等方面的相互影响因素,设计了合理机械结构;经过多年使用,该转台具有良好的稳定性,满足了0.01°高精度弱磁矢量传感器的研制和校验要求。

三轴小型无磁实验转台系统研制

介绍了所研制的基于PC机及ATmega128单片机控制的三轴小型无磁实验转台系统。给出了转台构成及其控制原理、步进电机驱动电路设计、PC机端控制软件设计和单片机程序设计。系统操作简便、精度高,能满足罗盘/陀螺调试的实验要求。

数控无磁三轴转台控制系统研究

以数控无磁三轴转台的研制为背景,针对控制系统创造性的提出了伺服电机与液压马达联合控制的方法,并对该方法的实现过程予以研究。该研究工作对无磁三轴转台控制方法的探讨,以及提高转台控制系统的频响和动态伺服精度具有实用工程价值。

基于高斯牛顿迭代算法的三轴磁强计校正

三轴磁强计存在各轴刻度因子、零偏和轴间非正交性误差,需要研究其校正方法。基于标量校正法思想,对磁强计校正模型进行了推导,提出基于高斯牛顿迭代法的磁强计校正方法。采用高精度质子磁力仪提供磁场基准值。借助无磁转台转动磁强计,转动过程中磁强计连续采样,测量数据更具代表性和实用性。仿真结果表明,磁强计误差从162.135 nT降低到1.467 nT。实验结果表明,校正后,磁强计绕3个轴转动的测量值误差分别从1133.887 nT、1317.554 nT、1303.994 nT降低到36.964 nT、20.922 nT、15.664 nT。表明该方法能有效降低磁强计测量误差,磁强计精度明显得到提高。

三轴磁强计及梯度计校准的综合系数法

三轴磁强计及其组成的梯度计在卫星地磁导航和空间探测中起到至关重要的作用,因此在使用前必须对它们进行校准。文章分析了三轴磁强计和梯度计的测量误差来源,建立了磁强计与梯度计测量误差修正模型,提出综合系数法,即无需单独考虑每个影响误差的因素。利用无磁转台在均匀磁环境中对Bartington公司生产的三轴磁强计及其组成的梯度计进行了标定,结果表明:该方法能够将2个磁强计中的最大总场偏差从552.4 nT降到15.0 nT,将三分量梯度计x向最大输出偏差从3891.5 nT降到37.2 nT,显著提高了三轴磁传感器的测量精度和效率。

基于联合估计迭代算法的三轴磁力仪标定补偿方法

地磁场测量过程中,三轴磁力仪受到多种干扰因素的影响而产生误差,对测量精度造成影响。在分析地磁场测量值误差来源的基础上,建立了三轴磁力仪测量一体化模型,提出采用联合估计迭代算法对其进行标定,并比较了该方法与扩展卡尔曼滤波算法、非线性最小二乘算法的性能。在仿真结果基础上,构建实验系统对所提方法进行实验验证。仿真和实验结果表明:3种方法中,联合估计迭代算法补偿误差均值和标准差最小,且收敛速度最快,可将三轴磁力仪测量值误差均值由142.4 nT降至12.5 nT,标准差由170.0 nT降至29.2 nT,抑制比达到84.51%;为三轴磁力仪的标定补偿提供了一种有效的方法。

基于MEMS微惯性器件的姿态测量单元设计与测试

MEMS惯组具有体积小、价格低、易于集成等优点,已被广泛应用于各个领域。为提高MEMS姿态解算精度,采用Mahony互补滤波方法设计了MEMS惯性组件。Mahony互补滤波器将陀螺仪解算的高频姿态信号和加速度计-磁强计解算的低频姿态信号进行融合,提高测量精度。介绍了MEMS惯组硬件、软件、算法设计及无磁转台测试。无磁转台静态测量下的俯仰角精度0.51°;横滚角精度0.5°;航向角精度1.1°。