一种永磁无刷直流电动机自适应换向研究

为提高控制力矩陀螺框架伺服系统的精度与稳定度,分析了永磁无刷直流电机由于非理想梯形波反电势造成的换向转矩波动,提出了一种基于巴特沃思滤波器和牛顿预测器的自适应换相控制方法.实验结果表明,该方法有效地抑制了换向转矩波动,提高了电机在极低速时的伺服精度与稳定度.     

本征正交分解在气动光学畸变仿真中的分析与应用

通过本征正交分解研究湍流流场相干结构和所造成的气动光学畸变间的关系.以高速导弹红外窗口绕流流场的计算流体力学结果为源数据,通过奇异值分解实现流场折射率场的本征正交分解.比较折射率场的低阶奇异值和源数据产生的气动光学畸变参数光程差,二者有很好的吻合性.由此提出一种采用折射率场的奇异值直接仿真光程差的简易算法.仿真表明只利用二维折射率场的第一阶奇异值即能描述畸变波前的特性,其光程差的相对误差不超过±2%,验证了湍流中的相干结构造成了大部分的气动光学畸变.     

一种基于DSP的磁悬浮控制力矩陀螺框架伺服系统

针对磁悬浮控制力矩陀螺框架系统的高精度控制问题，提出了基于DSP2812的数字控制方案，设计了PID三环控制器，并采用速度前馈和加速度前馈控制，提高了系统的带宽。实验表明，该控制力矩陀螺框架系统达到了很高的控制精度和较快的响应速度。     

石英MEMS陀螺漂移周期性误差补偿研究

为提高基于石英MEMS陀螺仪的微小型惯性导航系统的性能,本文对应用于MIMU的石英MEMS陀螺仪零点漂移中周期性误差补偿方法的原理和特点进行分析研究,得到一种新的补偿方法.该方法先利用数据平滑前的数据确定误差折算公式的系数,再以折算公式补偿数据平滑后得到的低频数据.从实验结果来看,这种方法在保证实时性要求的前提下,能避开数据平滑过程对周期性误差频率稳定性的影响,提高补偿精度,是一种有效的石英系列MEMS陀螺仪漂移实时补偿方法.     

一种改进的IMU无定向动静混合高精度标定方法

本文针对传统的IMU动静混合标定方法中IMU必须精确定向且实验过程复杂的问题,提出了一种改进的IMU无定向动静混合高精度标定方法,该方法仅需测试设备提供水平基准,通过6个位置的十二次旋转实验,即可标定出陀螺标度因数、常值漂移、安装误差、与g有关项和加速度计标度因数、常值偏置、安装误差等全部33个误差系数.实验结果表明,该方法与传统的动静混合高精度标定方法准确度相当,但标定的过程得到了简化,标定效率也得到了大大的提高.     

磁悬浮飞轮用永磁偏置磁轴承漏磁分析

磁悬浮飞轮用永磁偏置磁轴承的定转子气隙间存在漏磁现象,为了准确计算漏磁的大小,从而精确地对磁轴承进行磁路设计,利用有限元法对该现象进行了分析.通过ANSYS软件针对一台磁悬浮飞轮样机用径向磁轴承的磁场分布进行分析,提出了一种等效气隙漏磁系数的计算方法,得到样机用磁轴承的漏磁系数.样机试验结果表明,用这一方法计算得到的漏磁系数进行磁轴承参数设计及性能分析具有足够的精度,能够满足实际工程需要.     

双质量块调谐输出式硅MEMS陀螺仪的理论计算及仿真

提出了一种双质量块调谐输出式硅MEMS陀螺仪.采用两块反相、同频、等幅振动质量块作为敏感单元,通过测量谐振器谐振频率变化来计算转速的大小.推导了哥氏力与输人转速的传递函数,用瑞利-里茨法求得在轴向力作用下梁的固有频率方程,利用马蒂厄方程分析了双端音叉谐振器的运动数学表达式及陀螺仪标度因数方程.ANSYS分析表明:谐振器固有谐振频率为4.043 1×106Hz;在谐振器端部施加1×105Pa预载荷后,谐振频率偏移量为20.7 kHz.仿真结果验证了理论推导的正确性.该陀螺仪减少了振动噪声及能量损耗,消除了外界共模加速度引起的误差.     

基于双频Bode图的磁悬浮控制力矩陀螺转子弹性自激振动抑制用陷波器设计

由于强陀螺效应和控制系统的高频滞后,磁悬浮控制力矩陀螺转子存在高频弹性自激振动,需要采用陷波器（Notch Filter－NF）进行相位校正和抑制,但是目前仍然缺乏有效的NF参数设计方法。本文提出一种基于双频Bode图的NF参数设计方法,采用双频Bode图分析转子弹性模态稳定性,得出不同转子转速下对NF相位校正角的要求,然后在保证转子章动稳定性的前提下优化设计NF参数。采用该方法设计的NF有效抑制了转子的弹性自激振动,使所研制的磁悬浮控制力矩陀螺稳定升速到20000r/min,验证了该方法的实用性和有效性。     

控制力矩陀螺框架系统的谐振抑制与精度控制

控制力矩陀螺(CMG)框架系统的速率控制精度是影响其输出力矩精度的重要因素,系统中谐波减速器提高了框架系统的动态响应能力,但其产生的机械谐振大幅降低了系统的控制精度.为抑制框架系统的谐振并满足系统的控制精度,本文建立了框架系统的动力学模型,根据系统动态性能要求选取合适的阻尼系数来设计系统主导极点,使控制器产生的零点与机械谐振对应的极点重合形成偶极子,从而抑制系统的机械谐振.仿真和实验结果显示:提出的方法有效地抑制了控制力矩陀螺框架系统的谐振,0.175 rad/s恒速控制精度为0.002,0.175 sin(2πt) rad/s正弦随动控制的幅值相对误差为3.28％,相位差为0.13 rad.结果很好地满足了控制力矩陀螺的高精度输出力矩需求.     

图像测量中光斑尺寸优化及性能分析

该文从数理统计学的角度,并在假设光斑能量和探测器噪声分别为高斯分布和泊松分布情况下,对图像测量中ＣＣＤ第三面上光斑图像的位置估值性能进行了深入分析,并从统计意义上得出光斑图像的位置估值性能与光斑尺寸之间的定量关系,为系统设计和测量精度和评定提供了参考。