背靠背式感應同步器測角系統的研究

《背靠背式感應同步器測角系統的研究》是依託哈爾濱工業大學，由劉承軍擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：背靠背式感應同步器測角系統的研究
• 依託單位：哈爾濱工業大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：劉承軍

項目摘要

本課題提出一種背靠背式感應同步器測角系統方案，其採用兩套普通形式的感應同步器及軸角轉換系統，將主和從兩個感應同步器轉子鎖定在不同的相對位置，可以獲得多套誤差曲線，基於對誤差曲線的頻譜分析及多次校準實現誤差補償算法。由於在任意位置能同時輸出兩套誤差曲線互為校準，使其具有抗干擾能力強的突出優點，解決了單感應同步器結構在出現誤差漂移情況下無法實時校正的先天缺陷，使測角系統的精度得到較大提高。另外通過採用部分元等效電路與有限元相結合的方法建立精確的誤差電勢模型、揭示誤差規律，可為系統級的誤差補償算法提供理論基礎。背靠背式感應同步器測角系統的目標精度為±0.2角秒，明顯高於目前的單感應同步器結構測角系統的1角秒極限精度。隨著對該種測角系統的深入分析研究，將進一步完善其誤差理論及補償算法理論，對於感應同步器測角系統的高精度探索具有重要的理論意義和套用價值。

結題摘要

感應同步器作為一種位置感測器，以其精度高、安裝方便、穩定性好等諸多優良特性，在國防及民用領域中得到了廣泛的套用。本課題提出一種背靠背式感應同步器測角系統方案，其採用兩套普通形式的感應同步器及軸角轉換系統，將主和從兩個感應同步器轉子鎖定在不同的相對位置，可以獲得多套誤差曲線，基於對誤差曲線的頻譜分析及多次校準實現誤差補償算法。由於在任意位置能同時輸出兩套誤差曲線互為校準，使其具有抗干擾能力強的突出優點，解決了單感應同步器結構在出現誤差漂移情況下無法實時校正的先天缺陷，使測角系統的精度得到較大提高。輸出電勢的數學模型是分析感應同步器誤差及進行繞組最佳化設計的理論基礎。傳統的數學模型未考慮激磁繞組鄰近效應引起的電流分布不均對輸出電勢的影響，從而會在高頻下帶來較大的諧波電勢計算誤差。建立了基於部分元等效電路方法的輸出電勢數學模型，研究激磁繞組的電流分布特性，計算了激磁繞組在不同工作頻率、不同結構參數下感應繞組的輸出電勢，分析其位置函式的諧波成分，並提出消除諧波電勢的途徑。最後通過實驗驗證了模型的準確性。本課題研究了一種定子齒數最少的新型結構磁阻式旋轉變壓器，對非對稱齒磁阻式旋轉變壓器的工作原理、數值分析、結構最佳化、誤差分析與實驗測試等問題進行了研究。對以磁阻式旋變為粗通道的背靠背感應同步器測角系統的整體電路構建進行了研究。在前面理論設計的基礎上，搭建了測角系統的測試平台，完成了對測試平台的調試，所製作的測試平台可以完成角度位置信息的採集、轉換和顯示功能，通過不同樣機的實驗驗證了模型的準確性和補償方法的有效性。背靠背式感應同步器測角系統的精度為±0.5角秒，明顯高於目前的單感應同步器結構測角系統的1角秒極限精度。隨著對該種測角系統的深入分析研究，將進一步完善其誤差理論及補償算法理論，對於感應同步器測角系統的高精度探索具有重要的理論意義和套用價值。