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挠性陀螺EMD-ARIMA漂移模型设计与应用

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北京航空航天大学学报 2024年第11期50卷 3434-3444页

作者：蔡曜司玉辉王玉琢黄涛张亚静杨晓龙西安航天精密机电研究所西安710100

为降低挠性陀螺的漂移率,提高挠性陀螺的精度,基于经验模态分解(EMD)、求和自回归移动平均(ARIMA)2种信号处理工具,提出EMD-ARIMA漂移模型。设计野点剔除算子,避免EMD过程中出现过冲、欠冲问题;对本征模态函数(IMF)辨识进行讨论,制定各... 详细信息

为降低挠性陀螺的漂移率,提高挠性陀螺的精度,基于经验模态分解(EMD)、求和自回归移动平均(ARIMA)2种信号处理工具,提出EMD-ARIMA漂移模型。设计野点剔除算子,避免EMD过程中出现过冲、欠冲问题;对本征模态函数(IMF)辨识进行讨论,制定各阶IMF的使用原则;设计自适应定阶寻优算子,避免依靠技术人员判读自相关图、偏自相关图进行ARIMA建模,实现对多个信号(或多阶IMF)进行EMD-ARIMA建模的批处理功能。将重构的拟合信号和原始信号进行对比。工程实践表明:最终重构的拟合信号较原始信号漂移率降低了12.8%;Allan方差各项误差源均降低,MAPE为3.6×10^(-3),RMSE为5.1×10^(-3),残差趋于白噪声;漂移模型在挠性陀螺漂移建模中,具有同路重复性、两路一致性、不同个体通用性。

关键词：挠性陀螺求和自回归移动平均模型经验模态分解野点剔除算子自适应定阶寻优算子

陀螺电机轴承健康评估隐马尔可夫模型适应性设计

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传感技术学报 2023年第9期36卷 1417-1425页

作者：蔡曜司玉辉王玉琢武展付雪阮芳西安航天精密机电研究所陕西西安710100

陀螺电机的轴承一般采用小体积、高精度的角接触球轴承,其健康状况无法通过外观检查、计量等方法检测,故障具有隐蔽性、潜伏性,当故障发生时,将直接影响陀螺的精度及寿命,故需提前对潜在故障进行识别。基于电机定子电流评估的基本原理,... 详细信息

陀螺电机的轴承一般采用小体积、高精度的角接触球轴承,其健康状况无法通过外观检查、计量等方法检测,故障具有隐蔽性、潜伏性,当故障发生时,将直接影响陀螺的精度及寿命,故需提前对潜在故障进行识别。基于电机定子电流评估的基本原理,选取若干定子电流特征参数用于故障诊断;基于隐马尔可夫模型(HMM)的基本原理,对其进行适应性设计,根据特征参数的特点,提出局部、全局线性归一化方案,并设计适用于多特征参数的模型参数求解算法、轴承健康评估算法。实例验证表明,通过对HMM的适应性设计,健康轴承、故障轴承对应HMM的模型参数正确收敛,健康评估模型成功建立;使用该模型对已知健康、故障的6块电机轴承进行健康评估,可迅速、准确获得评估结果,准确率为100%。

关键词：轴承健康评估隐马尔可夫模型定子电流评估法陀螺电机挠性陀螺

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小型挠性陀螺仪装配难点及方法分析

小型挠性陀螺仪装配难点及方法分析

磁滞电机零组件参数与功率曲线平稳性相关性研究

中国惯性技术学会2022科技工作者研讨会——惯性基导航、制导与控制技术发展新趋势

作者：司玉辉蔡曜王玉琢西安航天精密机电研究所

小型挠性陀螺仪结构设计中,为实现体积最小化,结构非常紧凑,与传统挠性陀螺相比减少了很多调整机构,产品的装配难度增大,如陀螺电机的装配与传感器装配过程相互穿插,电机轴承的安装定位与传感器的安装及气隙调整需实现一次装配同时定位... 详细信息

小型挠性陀螺仪结构设计中,为实现体积最小化,结构非常紧凑,与传统挠性陀螺相比减少了很多调整机构,产品的装配难度增大,如陀螺电机的装配与传感器装配过程相互穿插,电机轴承的安装定位与传感器的安装及气隙调整需实现一次装配同时定位。本文通过对电机轴承及传感器安装定位基准进行分析,采用预装配方法对装配基准进行转化,并设计了一种装配基准转化工装,结合激光焊接方式将二者装配基准进行组合,经实际验证,能够有效解决小型挠性陀螺仪装配难点问题。

关键词：小型挠性陀螺仪装配基准

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磁滞电机零组件参数与功率曲线平稳性相关性研究

中国惯性技术学会2021科技工作者研讨会——前沿技术与惯性技术的融合与应用

作者：蔡曜司玉辉陈亚航杨阳王玉琢西安航天时代精密机电有限公司火箭军装备部驻西安地区第三军事代表室

磁滞电机的功率曲线平稳性影响液浮陀螺精度,根据磁滞电机功率曲线实测结果,归纳平稳功率曲线、典型异常功率曲线的特征。提出了"参数-合格率分析"和"多重线性回归分析"两种分析方法,用于对零组件参数与功率曲线平稳性相关性进行研究。... 详细信息

磁滞电机的功率曲线平稳性影响液浮陀螺精度,根据磁滞电机功率曲线实测结果,归纳平稳功率曲线、典型异常功率曲线的特征。提出了"参数-合格率分析"和"多重线性回归分析"两种分析方法,用于对零组件参数与功率曲线平稳性相关性进行研究。通过实例计算确定了影响磁滞电机功率曲线平稳性的关键零组件参数及正、负相关性,以此作为调整零组件参数指标的依据,提升磁滞电机性能。

关键词：磁滞电机零组件参数功率曲线相关性

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小微挠性陀螺电机轴承预紧力控制技术

微特电机 2023年第9期51卷 7-13页

作者：蔡曜司玉辉王玉琢郭伟张岳屈荣西安航天精密机电研究所西安710100

针对陀螺电机轴承预紧力难以准确控制,预紧力施加不准确会影响电机质量,进而影响陀螺精度和寿命。基于小微挠性陀螺电机的结构特点,进行预紧力受力分析,阐述其与液浮陀螺电机的不同特点。提出适用于该类型陀螺电机的轴承预紧力控制技术... 详细信息

针对陀螺电机轴承预紧力难以准确控制,预紧力施加不准确会影响电机质量,进而影响陀螺精度和寿命。基于小微挠性陀螺电机的结构特点,进行预紧力受力分析,阐述其与液浮陀螺电机的不同特点。提出适用于该类型陀螺电机的轴承预紧力控制技术,包括基于定扭矩、定推力的预紧力粗调方法,基于摩擦力矩、惯性时间的预紧力精调方法,以及选配和手工研磨相结合的内、外轴套高度差调整方法。工程实践表明,该技术可以保证轴系零件和装配位置的尺寸精度和形位精度;摩擦力矩、惯性时间在满足工艺技术指标的同时还具有较高的一致性;通过该技术生产的陀螺电机故障率不超过4%。技术有效、可靠,能够保证电机具备优良的性能。

关键词：轴承预紧力陀螺电机挠性陀螺摩擦力矩惯性时间

基于PDPC的精密电机定子生产工艺方法研究

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航天制造技术 2022年第6期 62-68页

作者：蔡曜司玉辉王玉琢李欢高强师妮西安航天精密机电研究所西安710100

基于过程决策程序图法(PDPC)完成某精密电机定子的工艺流程设计,继而对其铁芯叠装、绕组装配、定子浸渍相关工艺技术进行研究。通过分析、实践及对比,各项工艺技术均可实现定子生产,最终确定的最优工艺方法具有低成本、高效率的特点,满... 详细信息

基于过程决策程序图法(PDPC)完成某精密电机定子的工艺流程设计,继而对其铁芯叠装、绕组装配、定子浸渍相关工艺技术进行研究。通过分析、实践及对比,各项工艺技术均可实现定子生产,最终确定的最优工艺方法具有低成本、高效率的特点,满足其批产需求。

关键词：精密电机定子 PDPC 铁芯叠装绕组装配定子浸渍

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挠性陀螺及挠性陀螺组件调试设备设计与应用

航空精密制造技术 2024年第2期60卷 18-22页

作者：蔡曜周景春司玉辉王玉琢杜鑫雷妍西安航天精密机电研究所西安710100

对挠性陀螺及挠性陀螺组件进行调试,可降低其漂移率,提高系统性能,由此设计挠性陀螺调试设备和挠性陀螺组件调试设备实现调试功能。基于调试工艺流程对调试设备功能进行需求分析,功能需求清单即为设计目标清单。围绕设计目标给出两种调... 详细信息

对挠性陀螺及挠性陀螺组件进行调试,可降低其漂移率,提高系统性能,由此设计挠性陀螺调试设备和挠性陀螺组件调试设备实现调试功能。基于调试工艺流程对调试设备功能进行需求分析,功能需求清单即为设计目标清单。围绕设计目标给出两种调试设备的整体架构,完成机箱结构设计,供电电路及其它各功能电路的电气设计。工程实践表明,两种调试设备的整体架构设计合理,机箱结构、供电电路及其它各功能电路的设计具有一定的创新性和可借鉴性。

关键词：调试设备挠性陀螺挠性陀螺组件设备架构电路设计

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磁滞电机转子组件失磁因素分析及解决方法

微特电机 2022年第10期50卷 58-62页

作者：蔡曜司玉辉王玉琢闫劲儒赵伟州西安航天时代精密机电有限公司西安710100

磁滞电机转子组件所用材料2J4对应力较为敏感,在生产过程中易受应力影响发生失磁,磁性能测试合格率低已成为制约生产的瓶颈问题。为避免转子组件在生产过程中因受到应力而导致磁性能损失,通过全工序磁性能测试分析,确定了粘端环工序是... 详细信息

磁滞电机转子组件所用材料2J4对应力较为敏感,在生产过程中易受应力影响发生失磁,磁性能测试合格率低已成为制约生产的瓶颈问题。为避免转子组件在生产过程中因受到应力而导致磁性能损失,通过全工序磁性能测试分析,确定了粘端环工序是装配过程中易发生失磁的主要工序,通过对粘端环工序工艺过程分析及验证实验,发现采用咪唑固定胶进行高温固化是导致失磁的主要因素。通过实验验证,采用以常温条件固化的DG-3S环氧胶,其力学性能可以满足产品粘接强度要求,该方案可以有效解决转子组件在装配过程中磁性能损失问题。

关键词：磁滞电机转子组件磁性能损失因素分析解决方法

挠性接头质量对陀螺交叉耦合影响分析及控制措施

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航天制造技术 2023年第4期 51-58页

作者：蔡曜司玉辉王玉琢郭伟路世通冯欣竹西安航天精密机电研究所西安710100

挠性陀螺作为二自由度陀螺仪表,受机械结构误差影响,在实际生产中存在交叉耦合。以挠性接头为研究对象,分析其质量水平对交叉耦合的影响机理和程度,建立能够描述挠性接头误差引起交叉耦合成因的物理误差模型,能够定量计算挠性接头精度... 详细信息

挠性陀螺作为二自由度陀螺仪表,受机械结构误差影响,在实际生产中存在交叉耦合。以挠性接头为研究对象,分析其质量水平对交叉耦合的影响机理和程度,建立能够描述挠性接头误差引起交叉耦合成因的物理误差模型,能够定量计算挠性接头精度引起交叉耦合量值的数学误差模型。提出挠性接头质量控制措施,包括组合加工工艺方法和刚度对称性、静态间隙均匀性筛选工艺方法。工程实践表明,数学误差模型能够定量分析挠性接头精度和交叉耦合的比例关系。经由组合加工、筛选工艺方法生产的挠性接头,精度和质量显著提高;挠性陀螺的交叉耦合稳定控制为不大于1%。这对提高挠性陀螺测量角速度精度具有积极意义。

关键词：挠性接头挠性陀螺交叉耦合灰色GM(0 N)模型间隙均匀性测试

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