[發明專利]一種基于三角函數的高精度感應同步器測角誤差補償方法

在審

• 申請號: 201711402967.2
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN108151695A
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 孫拓;唐帥;董浩
• 申請（專利權）人: 天津津航技術物理研究所
• 主分類號: G01B21/22
• 分類號: G01B21/22
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 劉二格

本發明公開了一種基于三角函數的高精度感應同步器測角誤差補償方法，其包括以下步驟：S1：對感應同步器進行零位標定，并對其測角誤差進行測量，由此建立測角誤差模型；S2：對感應同步器進行長周期測角誤差補償；S3：對感應同步器進行短周期測角誤差補償。本發明在補償模型中加入了誤差相角信息，對原有算法測角誤差模型進行了完善和簡化，使本算法在補償在相同運算量的情況下較原有補償算法補償精度更高；通過采用數據延拓的方法解決了標定零位重復性差的問題，使補償算法能夠適用于實際調試時出現的“雙周現象”；在短周期補償的過程中，針對測角電路噪聲過大無法完全補償的問題，采用了二次補償的方法，進一步提高了測角誤差補償精度。

技術領域

本發明屬于圓感應同步器測角誤差補償技術領域，涉及一種基于三角函數的高精度感應同步器測角誤差補償方法，適用于實時補償在高精度伺服系統中，作為反饋元件的圓感應同步器由于自身測角誤差以及配套測角電路噪聲引起的測角誤差的補償，具體可應用于航天、轉臺等高精度系統的伺服控制。

背景技術

在高精度的伺服控制系統中，通場會引入高精度的感應同步器作為角位置的測量元件，用于位置閉環。經過出廠標定的感應同步器的測角誤差能夠達到指標要求，然而在實際系統中，感應同步器的測角系統誤差產生的原因概括主要包含三方面：

(1)機械軸系誤差(包括感應同步器的安裝誤差)。

(2)感應同步器旋轉變壓器的制造誤差。

(3)電路誤差。與感應同步器配套的測角電路一般無法與出廠標定的完全一致，測角電路的電氣噪聲引起的測角誤差。

在現有的技術中，主要采用的是長短周期二次補償的方法(文獻1：任順清,曾慶雙,陳希軍.圓感應同步器測角誤差的分離技術[J].中國電機工程學報,2001,(4):92-95.2：陳希軍,任順清.感應同步器測角誤差的自動化檢測與補償[J].中國電機工程學報，2010,(4)：41-45)。其具體方法描述如下：

1長周期測角誤差模型建立。進行24面體棱鏡的數據標定，通過360°內24點的標定數據，采用最小二乘擬合的方法對測角誤差曲線進行擬合。長周期誤差表達式如公式1所示：

e_L＝e₀+A_L1ccosθ+A_L1ssinθ+A_L2ccos2θ+A_L2ssin2θ (1)

其中，e_L為長周期誤差，e₀為長周期誤差中常值偏置，A_L1c、A_L1s、A_L2c、A_L2s分別為長周期誤差一次余弦幅值系數、一次正弦幅值系數、二次余弦幅值系數、二次正弦幅值系數，θ為當前角度值。

2短周期測角誤差模型建立。進行23面體棱鏡的數據標定，將標定數據根據小數部分進行排序，將排序后的數據采用最小二乘擬合的方法對測角誤差曲線進行擬合。短周期誤差表達式如公式2所示：

e_S＝A_S1ccospυ+A_S1s sinpυ+A_S2ccos2pυ+A_S2ssin2pυ (2)

e_S為短周期誤差，A_S1c、A_S1s、A_S2c、A_S2s分別為短周期誤差一次余弦系數、一次正弦系數、二次余弦系數、二次正弦系數，p為短周期極數，如以1°為短周期，則p＝360，υ為角度值小數部分。

3將e_L+e_S作為測角誤差進行補償。