智能球铰链优化设计与精度提升

针对所研发的智能球铰链测量分辨率及测量精度较低的问题,从永磁体选型、传感器匹配以及模型算法方面进行改进和优化。通过仿真分析和计算,确立了圆柱形永磁体的结构参数、重新设计了传感器水平放置与永磁体进行位置匹配的方案,更新了角度反解算法的函数初值选择方法,研制了新的智能球铰链样机和标定装置。测试数据表明,该样机测量范围、精度都有显著提高,在±10°范围内,单轴测量均方差为19';在±20°范围内,均方差为24'。基于数据分析与诊断,已找出主要误差源,找到了进一步提高测量精度的途径。     

磁效应回转角度测量的GRNN算法研究

针对等效磁荷法在反解智能球铰链回转角度中存在的不足,该文尝试采用神经网络算法来计算、仿真和获取精密球铰链回转中的二维空间转角。根据仿真结果得出最优算法,给出提高测量精度的可行性方案。对神经网络GRNN算法进行验证,并与等效磁荷模型法的计算精度进行比较。搭建测量实验平台,实验结果与前期研究结果相比,在±10°范围内角度平均测量误差降低0.52′,在±20°范围内误差降低12.44′,表明测角精度得到改善,且随着量程的增大,GRNN算法的角度反解误差在减小,同时该算法计算精度不依赖于球铰链各项结构参数,为进一步提高球铰链空间回转角度测量精度提供新的可能。