一种高精度石英挠性加速度计自动测试系统设计

石英挠性加速度计(简称石英加表)作为惯性平台的核心器件,其精度、可靠性是国内外研究的重点。该文研发了一套加速度计自动测试系统,采用强制均温和半导体制冷片调温的温控仪实现了采样电阻的精确温控,可针对不同采样电阻对测试精度的影响,应用采样电阻补偿算法,有效提高了温度稳定性和采样测量精度。经试验验证,采样电阻最小误差为百万分之4.3,可控采样电阻温度变化小于0.02 ℃,输出最大温度漂移为0.01 V,满足实际工程需求。     

基于DTC-LS的加速度计动态模型参数辨识

加速度计动态模型对描述和分析其动态特性具有重要作用。针对加速度计绝对法冲击激励校准中未知延迟时间对加速度计动态模型参数辨识精度的影响,提出了一种基于延迟时间修正(DTC)和最小二乘(LS)的加速度计动态模型参数辨识方法,该方法将延迟环节引入加速度计动态模型中,使用加速度计冲击激励与响应数据的傅里叶变换估计频率响应函数,采用LS方法和极小化相位误差准则函数迭代修正延迟时间,并利用延迟时间修正后的加速度计冲击激励与响应数据,辨识加速度计动态模型参数。仿真实验和加速度计绝对法冲击激励校准实验表明,该方法能够有效地消除延迟时间对加速度计动态模型参数辨识的影响,辨识获得的加速度计动态模型参数具有较高精度。     

石英挠性加速度计测量误差的机电动力学分析

石英挠性加速度计测量误差的机电动力学分析＊贾建援仇原鹰甄明文贵印（西安电子科技大学电子机械学校西安７１００７１）（中国工程物理研究院５所）０引言目前，国内外批量生产的石英挠性加速度计的测量精度已达到或超过１μｇ，但由于产品在制造或装配中的误差，使得成...     

一种有效的加速度计静态模型辨识方法

研究了惯性元器件加速度计静态模型参数的标定问题，首先给出了加速度计静态数学模型，并在此基础上研究了一种有效的加速度计标度因数，安装误差的标定方法，给出了具体的实验方法和数据处理方法，理论分析和实验试验表明所述方法能够有效地标定加速度计静态模型各项参数。     

石英挠性加速度计磁路温度稳定性研究

力矩器是石英挠性加速度计中产生反馈力矩的装置,力矩器磁路的稳定性影响着系统的稳定性和测量精度。为了研究温度变化对磁路稳定性的影响,计算出了不同环境温度下组成力矩器的磁钢的剩磁和矫顽力大小,建立力矩器三维模型导入ANSYS中进行仿真分析,得到了不同环境温度下的力矩器磁感应强度数据曲线以及工作气隙磁感应强度随温度的变化关系。仿真结果表明:工作气隙磁感应强度与环境温度成反比,温度每升高10℃,磁感应强度下降约0.003T。为提高石英挠性加速度计的稳定性提供了理论支持。     

石英挠性加速度计故障模式分析

广泛应用于导航、制导、武器、探测等领域的石英挠性加速度计包含零组件10余种,加工生产工序百余道,其工作环境复杂,有可能因外部环境变化或内部故障导致仪表失效,进而影响导航精度以及探测精度,严重者将直接导致型号任务失败。常见的故障模式有饱和、无功能和输出异常等。基于对石英挠性加速度计的结构组成和工作原理的分析,列举故障原因和故障表现,并对故障表现和原因进行详细分类,分析加速度计故障机理,针对具体故障提出避免方式,有利于降低加速度计的故障率。尤其是基于对伺服电路工作原理的分析,提出了一种基于电激励的多余物检测方法,可在不拆解表芯的过程中判读多余物是否存在,此方法可在加速度计生产过程以及故障排查过程中发挥作用。     

一种非线性振动系统参数辨识方法

文献 [1]提出了一种对非线性系统线性化的最小二乘法理想线性化方法 ,此方法当动态参数在较大范围变化时 ,仍能较准确地逼近原系统。本文利用理想线性化的结论来对非线性系统进行参数辨识。先假设原系统非线性模型是由某些已知的非线性函数构成 ,并找到一个系统较为逼近的线性模型 ,再利用理想线性化的结论推导出线性模型系数和非线性模型系数之间的关系 ,反推出系统的非线性模型。数值仿真结果表明 ,此非线性模型比最初线性模型更加逼近原系统。     

基于参数辨识的一种自适应PID调节器

该文对模型类型已知,但参数变化的对象,为了使PID调节器始终工作在最佳参数状态下,结合参数辨识,利用基于Householder变换的自适应最小二乘法对PID调节器的参数进行在线整定,其特点是数值稳定性好,估计精度高,无数据饱和现象,鲁棒性好,实现了PID自校正控制。通过仿真试验表明,对被控对象参数变化的系统,调节器可以迅速适应参数的变化,控制效果较好,为实现自适应控制提供了一种参考方法。     

基于高精度A/D的石英挠性加速度计数据采集的设计

主要针对捷联惯导系统中对加速度计信息处理的高精度要求,介绍了基于高精度A/D的对石英挠性加速度计数据进行采集的设计,完成了系统的软、硬件设计。设计采用了高精度A/D转换芯片AD7691和FPGA芯片XC3S500E来完成系统功能,在详细阐述硬件设计的基础上,对软件设计进行了相应的介绍。     

小型半导体制冷系统的参数辨识

半导体制冷系统在不同的领域都有其广泛的应用，对半导体制冷系统进行合理有效的参数辨识是对该系统进行有效控制的一个关键问题。这里用热力学的方法建立了简化的半导体制冷系统的模型，并通过搭接实验系统，用最小二乘法辨识了系统的参数，取得了很好的效果。     

数控机床伺服系统摩擦的非线性参数辨识研究

针对常用的Stribeck摩擦指数模型,提出用泰勒高次展开的方法达到非线性摩擦模型的线性化,利用最小二乘拟合的方法得到摩擦模型参数。通过对数控机床控制系统的电动机电流和转速等信号的采集,得到了进给系统中摩擦力矩与转速的对应关系,利用提出的方法进行了辨识实验,实验结果表明,该方法能对Stribeck摩擦模型的参数进行精确的辨识。该方法在工程实际中具有应用价值。     

汽车座椅座垫非线性模型参数辨识研究

基于遗忘因子递推最小二乘法对汽车座椅座垫非线性模型参数辨识展开研究。首先根据汽车座椅座垫非线性特性,建立驾驶员处的人体-座椅单自由度非线性动力学模型;然后,在沥青路面上对某款轿车进行随机输入下的汽车平顺性试验,测量得到驾驶员座椅和座椅底部地板垂向加速度时间历程;最后基于遗忘因子递推最小二乘法,利用试验实测数据对座椅座垫非线性模型参数进行辨识与分析,分析结果将为座椅乘坐舒适性改善、汽车平顺性优化及控制研究等提供技术支持。     

一种新的高速动态称重方法研究

以某公司生产的新型动态称重质量分选机为实验平台,详细分析了动态称重的问题。建立了称重系统的动力学模型,提出利用参数辨识方法求取称重质量的方法。采用限定记忆的最小二乘法计算方法详细推导了待称重货物质量的计算公式。进行了多次实验,并与传统的动态称重算法的结果进行了对比,结果表明,该方法是可行的。     

全数字挠性加速度计加矩设计与读出精度分析

针对石英挠性加速度计全数字闭环系统设计问题,开展了对加速度计力矩器的结构和工作原理以及与加速度数据输出的关系的分析,对加速度计力矩器的驱动和加速度计的读出精度等方面进行了研究,提出了一种数字脉宽调制(PWM)电路对力矩器进行的驱动方法,该方法不仅实现PWN对加速度计力矩器的驱动,并且该PWM数字电路的占空比参数直接作为加速度数字信号输出。利用PWM数字脉冲对加速度计力矩器进行驱动实现加速度计全数字闭环读出,对加速度计全数字读出系统进行了仿真和实验测试。研究结果表明,在一定范围内,通过调整力矩器外接电阻、PWM频率和逻辑位数,全数字挠性加速度计闭环读出电路可以测得标准偏差为1.5×10-5g,精度为10-4g的加速度值,该方法精简了电路,减少了模拟驱动电路引起的干扰。     

3自由度飞行模拟运动平台动力学参数辨识试验研究

以一种具有一平动两转动的3自由度新型并联飞行模拟运动平台为研究对象,为满足飞行模拟动感要求,研究其动力学参数的试验辨识方法,以进一步提高动力学模型的精度。针对模拟平台样机,采用分步辨识法辨识动力学参数。将电机的驱动力矩分为:减速器惯性力矩、丝杠惯性力矩、综合摩擦力矩和负载力矩,并分别辨识。再根据负载力矩分两步辨识平台的主要动力学参数。设计平台参数辨识试验的激励轨迹,采用加权最小二乘法计算出待辨识参数,并代替理论模型中的对应参数。最后通过试验和ADAMS仿真对比验证参数辨识策略的正确性。     

六自由度工业机器人末端定位误差参数辨识与实验研究

为了提高六自由度工业机器人绝对定位精度,对工业机器人进行了运动学建模,并建立了基于MD-H参数误差的机器人末端定位误差辨识模型,应用激光跟踪仪测量系统采集样本点数据,应用基于奇异值分解的最小二乘法求解辨识模型,以获得几何参数误差,并根据辨识出的误差对机器人末端定位精度进行补偿,实验结果表明,经过辨识和补偿后,工业机器人...     

基于石英挠性加速度计的卫星微振动测量控制单元的设计

卫星微振动高精度测量与控制是评价卫星平台与遥感系统等有效载荷成像质量和高精度姿态指向的关键因素,石英挠性加速度计作为高精度加速度敏感传感器可应用于卫星在轨微振动监测。针对石英挠性加速度计,设计了一种测量与控制电路,作为在轨微振动测量系统的核心组成单元,用于微加速度信号的检测与调理、抗混叠滤波、数据同步采集、处理、存储和状态控制。实际测试表明其信号测量精度高,数据采集同步性好,工作稳定可靠。     

石英数字加速度计技术研究

分析了石英数字加速度计的一系列优点,对现行石英数字加速度计的主要技术指标和基本原理进行了详细论述,重点研究了石英数字加速度计的各个组成部分的功能、设计原则及技术要求,对各种技术进行了比较和分析,并分析了石英数字加速度计的发展前景。     

上肢康复机器人动力学模型参数辨识

上肢康复机器人是一个非线性、多耦合的系统,对其建立精确的动力学方程较为困难,故无法直接应用于控制系统中。基于拉格朗日法建立康复机器人动力学方程,设计一条激励轨迹,并运用激励轨迹得到的关节力矩和关节角度等相关数据进行动力学参数辨识。使用递归最小二乘法辨识法得到较为精确的上肢康复机器人动力学方程,并通过设计相应的验证轨迹,证明了辨识得到的动力学方程的有效性。     

直线伺服系统模型参数辨识及其实验研究

为了使伺服驱动系统具有较好的控制性能,对系统建模与辨识、系统性能进行了研究。传统方法建立的直线伺服系统数学模型误差大,为了求出精确的系统模型参数,将基于最小二乘的阶跃辨识法应用在直线伺服系统的模型参数辨识中,并计算出实验数据与仿真数据的拟合误差(0.0018)和相关系数(0.9970)。仿真与实测结果表明,该模型辨识算法可行,对输出测量噪声不敏感,鲁棒性好。采用极点配置法设计了位置控制器,并对其进行了实验研究。通过合理配置系统极点的位置,显著地减小了摩擦力对系统性能的影响。