[發(fā)明專利]一種基于磁流體動力學效應的角速度傳感器建模方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710282612.8 | 申請日： | 2017-04-26 |
| 公開（公告）號： | CN107092756B | 公開（公告）日： | 2020-10-02 |
| 發(fā)明（設計）人： | 顧玥;喬洋;朱慶華;吳建銘;王坤東;陳樺 | 申請（專利權）人： | 上海航天控制技術研究所 |
| 主分類號： | G06F30/20 | 分類號： | G06F30/20 |
| 代理公司： | 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249 | 代理人： | 周榮芳 |
| 地址： | 201109 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 流體動力學 效應 角速度 傳感器 建模 方法 | ||
1.一種基于磁流體動力學效應的角速度傳感器建模方法，其特征在于，包含以下步驟：
步驟S1，建立傳感器探頭的傳遞模型；
所述步驟S1具體包含以下步驟：
步驟S11，根據(jù)歐姆定律得到導電流體內部的電場強度：
J＝σ(E+V×B) (1)
式中J為電流強度，E為電場強度，B為磁感應強度，σ為電導率；當直角坐標系下的磁場條件為Bx＝0,By＝-B0,Bz＝0，則可得到z軸方向電流強度：
式中ui為下板速度，u為導電流體微元的運動速度，r為O點與下板距離；
步驟S12，計算作用于導電流體微元的電磁力，F(xiàn)e＝JyBz-JzBy＝B0Jz；
步驟S13，根據(jù)哈特曼常數(shù)物理意義，計算作用導電流體微團的粘性力；即Fu為微團的粘性力，M是哈特曼常數(shù)，其中h為導電流體環(huán)厚度，η、ρ、v分別為導電流體的電阻率、密度、運動粘性系數(shù)；
步驟S14，根據(jù)運動學方程以及流體微元所受的電磁力與粘性力，得到導電流體微團的運動速度：
式中ρ為導電液體的密度；
步驟S15，根據(jù)電磁感應定律及流體微元的運動速度，得到探頭輸出電壓與角速度的傳遞關系：
式中l(wèi)為導電流體腔高度，rRMS為導電流體環(huán)的均方根半徑；
步驟S2，建立初級放大變壓器的傳遞函數(shù)；
所述步驟S2中，構建變壓器的等效電路，根據(jù)基爾霍夫定律到變壓器的傳遞函數(shù)：
式中L1為初級線圈電感，L2為次級線圈電感，L12為初級次級線圈互感，R1為初級線圈的電阻，R2為次級線圈的電阻，C2為次級線圈的寄生電容；
步驟S3，建立后端儀用放大電路的傳遞特性；
所述步驟S3中，在傳感器響應的頻段內將后端儀用放大電路的傳遞特性作為常值KU；
步驟S4，根據(jù)步驟S1，S2及S3所得到的結果，構建傳感器的整體模型；
所述步驟S4中，將傳感器探頭，初級放大變壓器與后端儀用放大電路對應的傳遞函數(shù)綜合在一起，得到傳感器整體傳遞模型：
式中：
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