三轴磁传感器制造误差补偿方法研究

针对三轴磁传感器在制造过程中不可避免的会存在不正交误差角、灵敏度不匹配误差和零偏误差的问题,提出了基于椭球拟合的误差标定和补偿方法。在分析误差的基础上建立三轴磁传感器误差模型,推导出误差系数的解算方法,得到误差补偿方法。试验结果表明该方法正确,能够有效补偿三轴磁传感器的制造误差。     

磁力仪三轴非正交的转动补偿方法

为解决磁力仪三轴非正交的问题,建立了三轴磁力仪误差补偿模型,提出了基于旋转数据正弦曲线拟合的方法,对三轴磁力仪的非正交性进行标定。利用正弦曲线的初始相位角求解标定参数,实现了对三轴磁力仪的非正交标定及输出补偿。结果表明:该方法对磁力仪非正交参数的求解精度高,标定后的磁力仪的磁测准确性改善明显;该方法不需要利用高精度光泵磁强计测量磁场的强度,为三轴磁力仪的非正交参数标定提供了一个新的有效的途径。     

椭圆拟合在某新型磁定向系统罗差补偿中的应用研究

为了提高基于地磁检测定向的精度,设计了一种新型的平面磁定向系统,该系统仅需要一个传感器的数据就可以确定磁方位。进行载体磁场补偿是磁定向系统实际应用的必要条件。结合新型磁定向系统的结构特点,基于椭圆拟合方法提出了一种新型智能误差补偿方法,推导出误差补偿公式。该方法不需要外界设备提供参考,仅通过定向系统本身的测试数据之间的相互关系就可以完成罗差补偿系数的求解。工程试验表明,该方法有着与传统给定基准法相当的补偿精度,却大大简化了操作,缩短了校准时间。     

三轴磁强计晃动对测量结果的影响分析及校正

三轴磁强计的主要误差有零偏误差、灵敏度误差以及三轴非正交误差。通过在三轴正交坐标体系下对传感器的三轴非正交误差进行分析,建立了传感器误差模型,分析了误差对传感器晃动所产生的影响。晃动1°产生的误差最大可达109.5 nT,晃动误差随着晃动角度的增加而增加。为控制晃动误差,通过对误差模型分析建立误差校正模型,并通过非线性曲线拟合对校正模型参数准确估计,将估计参数代入校正模型,可以实现对传感器输出校正,使其输出误差大大减小,晃动1°产生的误差范围可控制在0.03 nT以内。这表明该校正方法有效地降低了晃动对传感器输出产生的影响。     

基于加速度计和磁强计的定向钻进姿态测量及方位校正

描述了用三轴加速度计与三轴磁强计测量地下钻头倾斜角、工具面向角和方位角的方法,给出了具体的系统结构和详细的姿态解算。针对由于钻具铁磁性材料引入干扰磁场对方位测量的误差,提出了利用当地地磁场进行方位角校正的方法,并给出仿真结果。结果表明,这种校正方法能够在不更换钻具即测量装置仍放在一段无磁钻铤内部的情况下,获得准确的方位角,因此可以大大减少无磁钻铤的长度,节省钻进成本。     

多轴数控机床的通用运动学综合空间误差模型

提出了一种适用任意结构多轴数控机床的新通用运动学综合空间误差模型。该模型包含了由于制造、安装、运动控制不精确和刀具、床身、工件热变形以及其它因素引起的初始位置误差与运动误差 ,反应了机床误差的实际变化规律 ,对机床工作区误差适时全补偿特别有效。为了发展该新型误差模型 ,运用了多体系统运动学理论和齐次变换矩阵。最后 ,利用所述建模理论和方法 ,给出了 3轴立式数控机床的空间误差模型表达式 ,并分析了其 36种误差成分的变化规律     

弹载星敏感器动态测角补偿方法的研究

针对弹载星敏感器在测星过程中因弹体姿态变化带来的像移问题,提出了动态测角的补偿方法。首先,建立了星点相对图像传感器感光面匀速直线运动情况下的像元灰度分布的数学模型;其次,给出了测角补偿的原理及方法;最后,进行了仿真实验,结果表明,该补偿方法对星点在面阵图像传感器的感光面上的运动速度不敏感,补偿后的动态测角误差与静态的测角误差相差无几,补偿后的动态测角误差最大为2″。     

自行火炮自动瞄准精度数据分析

通过自动瞄准精度的定义和测试方法简介,针对某自行火炮火控系统在自动瞄准精度测试中出现测量数据误差较大的现象,分析数据误差的原因,计算各种因素造成误差的大小,得出对自动瞄准精度影响最大的是车体姿态倾斜传感器误差、炮耳轴倾斜传感器的误差和炮耳轴与炮身轴线的不垂直度.鉴于此,自行火炮提出用火控软件的方法和工艺控制,减少自动瞄准误差和射击诸元装定误差,提高射击精度.     

用于超导磁梯度测量的误差补偿方法

针对基于超导磁力仪的磁梯度测量模块结构,分析了磁梯度测量原理,并结合梯度计的安装误差,分析了超导磁梯度仪不平衡度干扰产生的原因,建立了干扰补偿模型并给出了模型求解方法。在此基础上,在不同环境下分别进行了无磁性目标和有磁性目标的磁梯度测量及补偿实验。实验结果表明:文中所建干扰补偿模型,在保留目标信号的基础上,能够有效消除环境磁梯度噪声,为实现磁场全张量测量提供了必要的技术支撑。     

基于Zernike多项式拟合的自由曲面车削误差补偿技术

慢刀伺服车削技术是一种特殊的创成加工方法,采用C轴、X轴、Z轴联动的方式在极坐标或圆柱坐标内可车削加工自由曲面光学元件。但是由于各种误差因素的影响,使用慢刀伺服技术仅加工一次获得的光学元件可能不满足精度指标。为此需要研究能够进一步提升慢刀伺服车削加工精度的误差补偿技术。Zernike多项式是面形分析与光学分析之间的理想接口工具,因此本文使用Zernike多项式拟合的方法处理慢刀伺服车削加工的误差,并根据慢刀伺服加工技术的特点,建立慢刀伺服车削加工的误差补偿算法。实验结果表明,基于Zernike多项式拟合的慢刀伺服车削加工误差补偿技术可有效地针对加工中产生的特定误差进行补偿,从而提高自由曲面车削加工精度。     

用象限仪标定炮耳轴倾斜传感器的误差分析

论证了长期以来存在的用象限仪标定炮耳轴倾斜传感器的方法误差.通过理论分析建立了象限仪读数和机械重力摆式倾斜传感器输出的数学模型,运用数学推导的方法描述了火炮耳轴倾斜随火炮纵倾的关系,从理论上阐明了用象限仪标定炮耳轴倾斜传感器产生误差的原因及其量值,通过试验进行了验证,并提出了解决方法.对火炮耳轴倾斜的测量方法具有指导意义.     

基于MRAS的感应电机无传感器控制策略优化

传统感应电机无传感器控制策略采用基于电压模型的转速辨识方法,存在积分初始值误差和直流偏置问题,从而影响转速跟踪效率和观测精度。针对这一问题,用滤波环节替代原有纯积分器并增加反馈补偿,提出了一种改进型基于转子磁链的模型参考自适应系统(MRAS)方法。在此基础上,通过MATLAB/SIMULINK平台搭建数学模型,对改进型基于转子磁链的MRAS法和传统MRAS法进行了仿真研究。仿真结果表明:改进型转子磁链MRAS法能够快速准确辨识电机转速,具有较强的鲁棒性和较好的动静态性能。     

磁梯度张量的旋转计算方法

为了获得磁梯度张量数据,提出旋转计算磁梯度张量的方法。使倾斜放置的磁梯度计绕竖直轴线转动,利用测得的空间磁梯度数据计算得到磁梯度张量。以磁梯度张量的理论值作为参考,选取一组较优的转动角、倾角和基线长度等模型参数,分析磁力仪三轴指向误差对磁梯度张量计算结果的影响。数值仿真结果表明:该旋转合成方法能够有效获取磁张量信息,合成计算值与理论值之间的差别较小。     

超高精度车床直线运动误差检测与补偿系统的理论与实验研究

本文介绍了用三传感器误差分离法在线检测超高精度车床拖板直线运动误差和加工工件的素线直度误差。检测系统的精度高达±0.078μm。在此基础上,通过微计算机对误差数据进行数学处理,并驱动伺服机构对工件素线直度误差进行补偿加工。结果使工件素线直度精度提高到0.5μn/160mm,比补偿前的精度提高了50%以上。     

一种海洋环境地磁场三分量的测量方法

提出了一种利用安装在舰船上的三分量磁传感器进行地磁场测量的方法.从理论上解决了在任意舰船姿态下,消除测量中舰船磁场干扰的问题.为测量船在海上测量地磁场的三分量奠定了理论基础.根据我国舰船普遍安装的导航设备的精度,进行了计算机仿真.从仿真结果看,其误差不超过50 nT,能够满足舰载消磁系统对三分量磁场的精度要求.     

基于梯度变化率的IMU系统慢变趋势补偿方法

针对IMU系统受温度影响误差输出较大,基于现有的惯性器件温度补偿方法已经无法满足导航精度要求,通过对QMEMS陀螺进行温度特性试验,分析总结出QMEMS陀螺受温度影响的主要因素为上电启动温度以及单位时间内温度梯度变化率,进而提出了一种主要基于温度梯度变化率的温度补偿方法,采用线性分段参数进行推导并进行在线补偿,实验结果表明,补偿后的三轴陀螺零偏都降低了至少2个数量级,输出慢变趋势补偿为渐进平稳,导航系统最大位置误差降低了50%,同时姿态误差也有明显的降低。     

一种倾角传感器观测补偿方法

基于电导率原理的倾角传感器,常被用于测量被测物的倾角值,为系统的角度解算提供倾斜角度值.通常安装倾角传感器时,使其敏感轴向与被测物的横倾轴、纵倾轴平行.则认为传感器的输出即为观测得到对应轴的倾斜角度值.然而,通过分析,发现两轴观测角度之间存在某种耦合关系.为了使输出观测值更接近于真实倾角值,提出一种基于电导率原理双轴倾角传感器的解耦模型,并利用几何方法得到用于补偿观测角度的公式.通过对测量数据的计算,证明补偿后的倾斜角度观测值更加接近对应轴所倾斜的角度真值.     

车载炮操瞄精度分析与检验

针对车载炮操瞄过程中的精度问题,重点分析了车载炮刚度、炮耳轴倾斜传感器的测量、炮耳轴与身管轴线不垂直3个方面的因素引起的误差,并给出了基于激光膛轴仪的车载炮操瞄精度检验方法,为车载炮操瞄系统设计提供了参考依据。     

灵敏度和偏移补偿的MEMS压阻式加速度传感器

针对传感器中存在的灵敏度和偏移补偿问题,提出了一种新的MEMS压阻式加速度传感器设计,它由一个传感器和一个总的接口电路构成,可用0.18μm商用CMOS工艺实现设计。传感器结构由8个硼扩散结晶体压敏电阻连接起来构成一个惠斯通电桥来感知加速度;接口电路由一个主放大器和传感器灵敏度及温度偏移补偿电路构成;实验结果表明,传感器具有很高的在轴加速度灵敏度和灵敏度补偿效果,整个系统具有可达5 k Hz的可扩展的系统带宽,而且偏移估计误差减少到了±10μV以内。     

电子分析天平温漂与时漂的自动补偿

温漂和时漂是电子分析天平产生误差的主要原因 ,其自动补偿具有重要意义。本文介绍了电子分析天平的工作原理 ,分析了电子分析天平温漂、时漂的产生机理 ,提出了一系列克服漂移的自动补偿方法 ,给出了传感器、硬件电路和软件等几方面的自动补偿方案 ,实际应用表明这些补偿方法是切实可行的。