反电势控制的永磁陀螺电动机的效率

一、引言反电势控制的永磁陀螺电机是当前国内外最新式的陀螺电机,具有效率高、转速稳定、恒功率特性等优点,获得了越来越广泛的应用。目前在国内除用于高精度陀螺仪中以外,还在红外热成像仪和陀螺经纬仪中获得了应用。这种电机是一种用自身产生的反电势作转子的位置信号,以锁相伺服系统控制的特殊无刷直流电机,其原理框图如图1所示.供电电源可用恒压源,也可用恒流源;其控制转速的方式可采取脉冲调幅式,也可采取脉冲调宽式。     

基于虚拟仪器技术的陀螺自动化测试系统

文章介绍了一种基于虚拟仪器技术的陀螺自动化测试系统的设计与实现.陀螺仪是惯性平台系统的敏感测量元件,在交付使用前需要进行标定测试,以确保陀螺仪表的合格和惯性平台系统的性能.本文介绍了陀螺自动化测试系统的硬件设计与软件编程实现,它采用虚拟仪器技术和LabVIEW编程,能同时测量八块陀螺仪,完成陀螺仪的各种试验和性能标定测试,如悬浮温度选定、六位置试验、12点翻滚试验、极轴翻滚试验、固定位置随机漂移、稳定性测试、阻尼系数测定、最大工作角度测定、定位块标定等,测试数据自动存入数据库自动管理.文章还介绍了陀螺自动化测试系统实现的关键技术,包括微小信号测量技术,系统抗干扰和可靠性设计技术以及多信号快速循环检测技术.     

弹性端盖陀螺电机预紧力和刚度

陀螺电机是陀螺仪表的核心,其性能如何对陀螺仪表的性能起决定作用。而预紧力的大小对陀螺电机的性能和寿命起着决定性作用。以往陀螺电机是在其内(外)加弹簧垫圈(螺旋弹簧)等施加预紧力,其结构复杂,稳定性差,调整较难。用弹性端盖施加预紧力,结构简单,性能稳定,便于调整。本文提出一个预紧力和轴向刚度的计算方法。     

基于DSP的微型捷联惯性导航系统设计

捷联式惯性导航系统是一种先进的惯性导航技术,是近年来惯性技术的主要发展方向之一.该文章介绍了基于光纤陀螺的捷联惯导系统的设计,相对于平台惯导系统,捷联系统有很多优点,硬件简单,便于安装、维修和维护,大大降低了系统的成本.但捷联算法运算量大,因此需要用运算速度高的数字信号处理器作为解算单元,可以满足要求.给出了捷联惯导系统的数学模型以及方框图,重点介绍了系统的软件实现,给出了流程图,结果证明这一设计切实可行.     

微惯性测量单元研究

微惯性测量单元(Micro Inertial Measurement Unit, MIMU)具有体积小、功耗低、成本低、可靠性高等特点,在车辆/舰船稳定控制平台、导航控制系统、小型弹类武器制导系统中具有广阔的市场应用前景。陀螺仪及微机械加速度计是MIMU的主要元件,MIMU作为惯性制导系统的核心元件,其体积和性能不但直接影响惯性系统的精度,还决定了它在惯性制导系统的应用范围。主要介绍了基于三轴MEMS陀螺及三轴MEMS加速度计的小体积低成本微惯性测量单元的研究,通过对敏感器件的误差补偿和信号降噪等措施来提高MIMU系统指标精度,使其适用于较高要求的应用领域。     

直线电机的线性自抗扰控制

光刻机的工件台是高动态精密伺服运动平台,它要求在系统高速运动的同时,采用长行程直线电机宏动跟随音圈电机高精密微动的驱动方式,实现系统纳米级的精确定位及跟踪。为减小微动电机的运动范围和加速度,必须提高直线电机的跟踪精度。针对该系统的直线电机模型设计了一种线性自抗扰控制方法,该方法的控制器首先通过扩张状态观测器观测系统的动态变化,补偿系统中的各种扰动,再运用前馈对系统的跟踪误差进行补偿,减小系统的动态跟踪误差。在此复合控制方式下,控制器实现了自抗扰控制,前馈控制器很好的补偿了误差,从而提高了系统的抗干扰和跟踪性能。实验表明,该方法与传统的控制方法相比,改善了系统的动态性能和抗干扰能力。     

车载天线稳定平台的光纤陀螺性能评估

"动中通"是现代移动指挥与通信系统的主要特点,通信天线的稳定与指向控制是动中通的重要组成部分,惯性传感器与系统敏感载体的三维姿态变化与位置变化,是实现天线指向控制的关键。光纤陀螺作为一种惯性敏感器,在惯性/组合导航系统应用不断扩展。面向指挥车天线稳定平台应用背景,分析了光纤陀螺的主要指标参数,构建了测试环境对某小型低成本光纤陀螺的性能进行试验评估,从评价结果判断,本陀螺可用于研制接近于导航级精度的指挥车天线稳定平台的惯性组合基准系统。     

基于DSP和FPGA的导航系统硬件平台设计

导航计算机是捷联惯性导航系统中的核心部件,主要完成初始对准和导航计算,通常由高性能、高精度的计算芯片构成.基于DSP和FPGA技术,设计应用于导航系统的导航计算机,通过时序控制和程序设计,解决了DSP芯片的自举引导、芯片之间通信、脉冲信号计数和导航计算等问题.通过长航时导航实验测量,电路能够长时间稳定工作,测量的陀螺计数误差小于e-10,导航实验速度误差小于±0.5 m/s,最大的导航径向误差0.490 8 nm,在24 h内的导航精度达到0.5 nm.平台能够提供精确快速的测量和计算数据,为惯性导航系统发挥重要作用.     

实现多极角度传感电机小型化的新途径

角度传感电机(自整角机、旋转变压器、感应移相器等)在同步随动系统和轴角模数转换数字系统中获得广泛的应用。例如陀螺平台、伺服转台、雷达天线的定位和跟踪、自动火炮控制、飞机中舰艇的导航以及精密机床中测量用的分度装置等。采用齿轮变速的双通道系统、系统精度可达到几个～十几个角分。但存在系统体积大,     

分装式电机转子转动惯量的简易测量

1 引言 转动惯量是表征转动物体惯性大小的物理量，是工程技术中研究、设计、控制转动物体运动规律的重要力学参数。电机用户越来越多地想知道电机转子的转动惯量，以便得到机械时间常数，为其控制器程序设计提供依据。刚体的转动惯量与刚体总质量、形状和转轴位置有关，对于形状简单且规则的刚体，可以通过计算求出其绕定轴的转动惯量。对于形状较复杂的刚体，如电机转子，用计算方法求转动惯量比较困难，故大都采用试验方法测定。试验方法包括：扭摆法、三线悬吊法、动力法、振动法、斜面滚动法和弧面滚动法，但这些方法对测试仪器、工装等都有较高要求。为简便易行，我们对电机转子的转动惯量测试法进行了简化。     

陀螺马这磁滞层最优尺寸的计算

陀螺马达设计任务是根据陀螺仪总体设计要求提出的。一旦陀螺仪的结构型式以及角动量和转速(工作频率)确定后,陀螺马达的外形尺寸和要求的输出功率也基本确定。为了使马达具有较大的单位体积和单位重量的转动惯量,马达应保持合适的几何形状,因而陀螺马达系列中存在几何相似律。所以,转动惯量确定后,马达的外形尺寸,以及马达的主要尺寸(气隙直径D和有效长ι)也基本确定,进而马达的负载转矩也就确定。因而陀螺马达的设计任务是:在主要尺寸和输出功率基本确定下,设计出性能理想的电机。本文所讨论的问题是在一定的主要尺寸下,如何选定合适的磁滞材料和回火温度,以     

音圈电机研究及应用综述

音圈电机是特种直线电机,是一种将电能直接转化为直线或者圆弧运动机械能而不需要任何中间转换机构的传动装置,其工作原理与扬声器的音圈类似。音圈电机具有体积小、重量轻、高加速度、高速度、快速响应、推力均匀等优良性能。介绍了音圈电机的设计与选用的理论基础,并阐述了音圈电机的技术工作原理、结构形式、设计方案、控制方法和热平衡分析。给出了音圈电机的设计计算方法,并对音圈电机的应用场合进行了详细介绍。     

基于DSP的MEMS陀螺去噪算法研究

作为惯导系统的重要传感器,陀螺仪的精度直接影响到导航定位的精确性,而随机噪声是影响其精度的重要因素.对随机漂移进行建模并在系统中加以补偿是提高陀螺及其导航系统精度的关键.本文对MEMS陀螺的信号进行分析,对高于通频带的噪声用切比雪夫低通滤波器进行滤波,对带内的噪声运用改进的中值滤波进行处理.DSP仿真结果表明,该方法能在保证实时性的情况下降低陀螺噪声误差对系统精度的影响,可以将信号的信噪比提高8 dB.     

新型长定子直线感应电机闭环控制策略

对运动载荷加速度的精确控制是直线运动系统闭环控制的主要目标。该文介绍了一种直线加速用双边长定子直线电机结构,并对其屏蔽层结构的模型进行了等效处理,得到了便于参数测量和系统控制的L型等效电路。设计了直线加速要求的直线电机动子运动轨迹曲线。基于间接矢量控制基本原理和定子电压前馈解耦控制,提出了位置和电流双闭环的系统控制框图。在动子运动的初始阶段,采用适当的预励磁控制,提高了系统动态控制性能,达到了启动时定子电流的平滑控制。在动子运动的高速阶段,对直线电机采用弱磁控制,降低了直线电机对逆变器供电电压的要求。仿真和试验结果验证了系统闭环控制策略的有效性和可行性。     

长行程直线电机的迭代学习控制

光刻机工件台在扫描曝光过程中要求纳米级的定位精度，采用长行程直线电机粗动加洛仑兹电机高精密微动补偿的6自由度复合运动系统能满足要求。为减小微动电机的运动范围和加速度，必须提高直线电机的轨迹跟踪精度。提出了一种开闭环D型迭代学习控制律改善永磁直线同步电动机(PMLSM)的轨迹跟踪性能。控制器由三部分组成：PID控制器用来提高系统对扰动和参数变化的鲁棒性；前馈补偿器可提高系统的实时跟踪性能；迭代学习控制器则通过执行重复任务来不断向理想的控制信号逼近。实验结果表明，这种控制方法可以有效提高系统的轨迹跟踪精度。     

步进电机在激光扫描中的应用

近年来,激光记录技术迅速发展,其中记录介质的输送系统已普遍采用步进电机。本文主要论述步进电机在激光转镜扫描器中的应用,以及为提高扫描精度对电机匀速性的要求。一、激光转镜扫描系统及其对扫描电机匀速性的要求整个系统由三部分组成(见图1)。 1.激光扫描部分包括氦氖激光器、声光调制器、声光开关电路、锥形多面体及扫描电机等。     

一种基于IMU的3D位置追踪算法

针对GPS技术无法在室内完成导航的问题,详细分析和设计了一种基于IMU的3D位置追踪算法.Foot-mounted的IMU模块包含3轴陀螺仪和3轴加速度计.姿态估计是通过基于四元数的互补滤波器实现的.得到旋转矩阵,将传感器坐标系的加速度值转换到地理坐标系下.人类双足运动中,当脚与地面接触时,这只脚的速度应为0.这个特性可用于精确的漂移误差校正.而相应的位置可通过对漂移校正后的加速度数据双重积分计算得到.初步的实验表明:该算法在室内行人航位推算有较高的性能,3D移动轨迹准确度较高.     

HIWIN直线电机在激光划线机上的应用

HIWIN直线电机HIWIN直线电机为永磁同步电机,具有高速度、高精度、高加速度特点,最高速度可达到10m/s,加速度可达到10g,也有更高精度的空气轴承系列机台。HIWIN直线电机采用美国COPLEY驱动器,也可根据客户要求选配不同品牌的驱动器,针对不同的驱动器,可提     

基于定子磁场定向的感应电机无速度传感器控制研究

针对定子磁链U一I观测模型在电机低速运行时失效的问题,在感应电机定子磁场定向控制基础上,用一种阈值可变的改进型积分器算法进行定子磁链观测,并对转速进行估算,构成无速度传感器的速度闭环控制.在自行设计构建的dSPACE试验平台上,对所提方案进行了低速空载及负载条件下的实验研究.实验结果表明转速估算值与实际值相一致,系统具有优良的动、静态控制效果.     

转子时间常数在线校正的感应电机转速观测

基于磁链的模型参考自适应算法中,转子时间常数失准会影响电流模型精度。建立了消除耦合关系的可同时辨识转速和转子时间常数的模型。针对纯积分环节造成的电压模型磁链失准问题,采用了包含两个神经元自适应滤波器的积分器代替传统积分器,消除了直流漂移和积分初始条件的影响。仿真结果表明:设计的模型参考自适应转速观测系统不受转子时间常数变化和直流漂移的影响,系统动态性能良好。最后在DSP电机控制试验平台上进行试验,验证了该方法的有效性和高性能。