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转子弯曲信号的特征及其零漂补偿方法

清华大学学报（自然科学版） 1996年第7期36卷 107-110页

作者：丁天怀傅尚新侯汝舜赵晓明清华大学精密仪器与机械学系

在转子弯曲量监测系统中，为防止由电涡流传感器获取的转子弯曲信号零点漂移所引起的对监测结果可靠性和稳定性的损害，根据转子弯曲信号虽是一种缓慢变化的交流电压信号，但信号峰谷对称中心的变化与直流电平的变化规律相似这一特征，... 详细信息

在转子弯曲量监测系统中，为防止由电涡流传感器获取的转子弯曲信号零点漂移所引起的对监测结果可靠性和稳定性的损害，根据转子弯曲信号虽是一种缓慢变化的交流电压信号，但信号峰谷对称中心的变化与直流电平的变化规律相似这一特征，充分利用单片微机的软件资源，提出一种以弯曲信号峰谷对称中心线为比较基准实现零漂补偿的新方法及相应的数学模型，并将它用于智能偏心监视仪的研制。分析了算法的原理误差。

关键词：转子弯曲信号特征零漂补偿传感器

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温度约束的MEMS陀螺零漂补偿模型

红外技术 2017年第1期39卷 73-80页

作者：阎歆婕林宇李建张晋林丹丹昆明物理研究所云南昆明650223

针对现有MEMS零位随机漂移的缺陷,本文建立关于温度约束的确定性模型MEMS陀螺零位漂移补偿模型。首先,依据MEMS陀螺信号的测量模型,将陀螺信号误差分解为确定性误差和随机性误差,针对由温度引入的确定性误差,建立温度-零偏和温度-主频... 详细信息

针对现有MEMS零位随机漂移的缺陷,本文建立关于温度约束的确定性模型MEMS陀螺零位漂移补偿模型。首先,依据MEMS陀螺信号的测量模型,将陀螺信号误差分解为确定性误差和随机性误差,针对由温度引入的确定性误差,建立温度-零偏和温度-主频率分量确定性约束模型,有效消除信号序列中的温度引入趋势项和辨识周期项;其次,利用自回归滑动平均模型(Auto-Regressive and Moving Average Model,简称为ARMA模型)逼近MEMS陀螺信号中的随机误差项,准确地预测出随机误差的变化趋势;最后,采用Kalman滤波优化ARMA模型的预测效果,进一步提高模型的状态估计精度。理论分析和实验结果验证了该模型的鲁棒性和有效性。

关键词：温度约束零漂补偿 MEMS陀螺

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用模数转换器进行电感测微仪零漂补偿

计量技术 1997年第6期 18-19页

作者：郑建国湖北华中精密仪器厂计量处

本文介绍了利用双斜率积分型模数转换器ＩＣＬ７１０６的动态自调零功能对电感测微仪零漂及系统误差进行自动补偿的方法。文中除了给出了原理电路还进行了详细分析。其设计思想也适用于其它需进行自补偿的传感器测量装置。

关键词：模数转换器电感测微仪零漂补偿双斜率 ICL7106 误差电路原理传感器

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永磁同步电机无传感器运行的零漂补偿研究

永磁同步电机无传感器运行的零漂补偿研究

作者：尤钱亮江苏科技大学

学位级别：硕士

永磁同步电机功率密度高、性能优良,在工业制造、交通运输和家用电器等领域得到广泛应用。考虑到减小控制装置大小、降低成本以及系统运行可靠性问题,需摒弃位置传感器,实现永磁同步电机无传感器控制。目前,永磁同步电机无传感器控制策... 详细信息

永磁同步电机功率密度高、性能优良,在工业制造、交通运输和家用电器等领域得到广泛应用。考虑到减小控制装置大小、降低成本以及系统运行可靠性问题,需摒弃位置传感器,实现永磁同步电机无传感器控制。目前,永磁同步电机无传感器控制策略中磁链观测器法是最常用也是最容易实现的算法之一。但是磁链观测器法中磁链观测存在纯积分环节,因传感器误差或者死区时间的影响会带来一定的零漂,纯积分会使得零漂积累至积分饱和,从而造成磁链观测误差,进而导致转子位置估计误差,所以需要选择合适的方法处理这一问题,以表贴式永磁同步电机为研究对象,对基于磁链观测法的零漂补偿技术展开研究,主要工作包括:第一,构建了永磁同步电机数学模型,介绍了矢量控制原理,概括了SVPWM的基本原理和算法实现,为后续永磁同步电机零漂补偿的研究奠定了理论基础;第二,针对传统基于低通滤波法的磁链观测器动态性能差的问题,提出了一种基于改进型低通滤波法的磁链观测器,交换了低通滤波模块与相位幅值补偿模块的位置,有效地提升了永磁同步电机控制系统的动态性能,并通过实验和仿真验证了所提方法的有效性;第三,针对传统滤波法磁链观测器不能完全消除零漂的问题,提出了两种基于高阶滤波器的新方法,第一种是双低通滤波器代替纯积分求解定子磁链的新方法,该方法采用两个不同介质频率和比例系数的低通滤波器,对输入反电势滤波后相减消除零漂。第二种是能消除直流偏置的带通滤波器法定子磁链观测器,并且通过理论推导后给出了以上两种高阶滤波器的幅值和相位的补偿方法,有效地提升了磁链观测精度和转子跟踪精度,并通过实验和仿真验证了所提方法的有效性;第四,针对高阶滤波法参数设定复杂,相位和幅值补偿繁琐的问题,提出了一种黑盒方法来解决永磁同步电机磁链观测中的零漂问题,本文设计的黑盒方法是一种基于云模型零漂补偿的磁链观测器。在介绍云模型算法后,将云模型算法融入到磁链观测器中,实现在宽速度范围内（尤其是低速）精确地估算电机定子磁链,实现永磁同步电机的高性能控制,并通过仿真验证了所提方法的有效性;本文的研究极大地丰富了永磁同步电机无位置传感器控制算法中消除零漂的方法,对实际工程中变频驱动器的设计具有一定的指导意义和借鉴价值。

关键词：永磁同步电机无位置传感器零漂补偿转子位置估计磁链观测器

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基于云模型零漂补偿的磁链观测器

江苏科技大学学报（自然科学版） 2019年第2期33卷 74-80页

作者：尤钱亮魏海峰江苏科技大学电子信息学院镇江212003

电压型磁链观测器由于其算法简单而得到广泛应用,其中电动势零漂对电压型磁链观测器精度的影响非常大,为此提出了一种基于云模型零漂补偿的磁链观测器.首先利用反电势积分估算磁链,在此基础上计算出直流分量,并利用直流分量与云模型控... 详细信息

电压型磁链观测器由于其算法简单而得到广泛应用,其中电动势零漂对电压型磁链观测器精度的影响非常大,为此提出了一种基于云模型零漂补偿的磁链观测器.首先利用反电势积分估算磁链,在此基础上计算出直流分量,并利用直流分量与云模型控制器得到电动势零漂估计值,将其作为负反馈量消除影响.通过Matlab对所设计的磁链观测器进行实验仿真,并搭建基于云模型零漂补偿的磁链观测器的永磁同步电机实验平台,仿真和实验结果都表明设计的基于云模型零漂补偿的磁链观测器能在宽速度范围内精确地估算电机定子磁链,实现永磁同步电机的高性能控制.

关键词：永磁同步电机磁链观测器零漂补偿云模型

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微半球陀螺分时激励/读出控制系统研究

微半球陀螺分时激励/读出控制系统研究

作者：陈鹤东南大学

学位级别：硕士

微半球谐振陀螺是一种基于哥氏效应的陀螺仪,利用谐振子径向振动驻波的进动效应来检测基座旋转角度,具有可靠性高、抗辐射、结构简单、利于量产等突出优点,是当前惯性器件的重要发展趋势。微半球陀螺连续激励/读出控制系统电极作用固定... 详细信息

微半球谐振陀螺是一种基于哥氏效应的陀螺仪,利用谐振子径向振动驻波的进动效应来检测基座旋转角度,具有可靠性高、抗辐射、结构简单、利于量产等突出优点,是当前惯性器件的重要发展趋势。微半球陀螺连续激励/读出控制系统电极作用固定,不能兼顾对称差分激励和四位置读出,难以抑制电极偏心导致的读出误差、外载荷加速度带来的系统控制因数误差、各电极增益不一致带来的偏差,导致陀螺性能下降。此外,连续激励/读出控制系统只有一半电极用于激励,激励效率低,需高压激励。为此,本文以微半球陀螺仪及其测控电路为对象,设计了分时激励/读出闭环控制系统,并根据分时控制系统和微半球陀螺的特点进行了噪声、零漂、标度因数性能优化和相关的实验验证,为微半球陀螺仪的进一步研究发展提供了参考。本文的主要研究工作总结如下:1、微半球陀螺分时控制系统研究在力反馈模式下,根据微半球陀螺运动特性、静电激励、电容读出等基本理论,研究了微半球谐振陀螺仪工作在激励状态和读出状态的电极配置,基于FPGA平台设计了微半球陀螺分时激励/读出控制系统,包括锁相环控制回路、自动增益控制回路、哥氏力反馈控制回路、正交力反馈控制回路,完成了各回路的仿真验证;阐述了分时控制系统各模块的控制时序。在系统设计的基础上,对模拟电路、数字电路、软件算法进行了详细设计和相关的仿真测试。2、噪声、零漂、标度性能优化针对分时控制系统的特点,分析了噪声与读出状态占空比的关系,在陀螺交流激励断开后输出信号衰减不超过5‰的条件下,通过改变陀螺工作在读出状态的占空比,增加有效数据采样个数和陀螺标度因数,对系统噪声性能进行了优化;分析了温度、谐振频率、零偏稳定性之间的关系,通过补偿算法,减小了温度对陀螺零偏稳定性的影响;研究了陀螺标度因数影响因素,通过分段拟合补偿算法改善了标度因数非线性度,并进行了实验验证。3、陀螺样机性能测试研制了分时系统测控电路,对陀螺进行了整机试验和性能测试,陀螺零偏稳定性为2.77°/h,角度随机游走为3.63°/h/√Hz,在量程为±200°/s时标度因数为10.35m V/°/s,标度因数非线性度为65.08ppm。实验验证了本文所设计的分时激励/读出控制系统的正确性和有效性,为后续微半球谐振陀螺的研究提供了一条有益的技术路径。

关键词：微半球谐振陀螺分时激励/读出力反馈噪声优化零漂补偿标度因数补偿

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电荷放大器零点漂移影响因素及补偿技术研究

电荷放大器零点漂移影响因素及补偿技术研究

作者：孙聪大连理工大学

学位级别：硕士

压电传感器作为一种力电转换元件,因其动态性能优良,在测试工作中扮演的角色日渐重要。而电荷放大器则是与其进行配套测量时必不可少的二次仪表,其在使用过程中存在零点漂移问题,该问题极大的限制了电荷放大器和压电式传感器在静态或低... 详细信息

压电传感器作为一种力电转换元件,因其动态性能优良,在测试工作中扮演的角色日渐重要。而电荷放大器则是与其进行配套测量时必不可少的二次仪表,其在使用过程中存在零点漂移问题,该问题极大的限制了电荷放大器和压电式传感器在静态或低频领域长时间测量方面的应用,且对后续数据处理有较大干扰。因此实现电荷放大器较小零漂对于压电测试系统在静态或低频领域的长时间精确测量及后续的数据处理工作都具有重要意义。本课题面向通用型电荷放大器进行零漂补偿研究,研究过程中,由于电荷放大器电路组成复杂,核心元件参考参数与实际参数因环境不同存在差异,这给零漂分析带来了困难;在设计补偿方案时,存在如何更好地将零漂影响因素分析结果与补偿方案相结合的难题。本文以补偿电荷放大器零点漂移为目标,首先分析了电荷放大器各组成电路结构及其工作原理,探究了各部分电路对电荷放大器零点漂移的影响,从而明确电荷放大器零点漂移影响因素。在此基础上,分析所用电荷放大器电荷转换核心电路及其组成,并根据相关资料建立合适的电荷转换等效电路模型,并对电荷放大器零点漂移理论公式进行推导,结合实测数据,对理论公式进行修正及验证。其次,根据所得电荷放大器零点漂移影响因素,对比分析硬件补偿及软件补偿两种方法的优缺点,采用软件补偿方案进行最终的零漂补偿设计工作。在确定补偿设计方案的基础上,完成零点漂移补偿电路板的设计及制作,包括原理图设计、PCB绘制及各功能程序的编写工作,从而为电荷放大器零点漂移补偿实验奠定基础。最后,设计电荷放大器零点漂移补偿电路实验方案,对设计完成的补偿电路板进行实验检测。最终实验结果表明,软件方案相较于硬件方案,具有结构简单、体积小、实时补偿效果更好、易于实现、经济性好的优点,设计的补偿电路板补偿效果良好,这也间接说明了推导出的零漂理论公式及补偿电路板软硬件设计的正确性。

关键词：电荷放大器压电传感器零点漂移零漂补偿

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轨道车辆车钩多元载荷识别与测量方法探讨

科技资讯 2024年第19期22卷 102-104页

作者：张航王智博黑龙江工商学院黑龙江哈尔滨150000 中国重型汽车集团有限公司山东济南250002

重载货车运行速度和载重的提升对车钩性能的要求更高,需要获取车钩在纵向、横向、垂向的实际载荷谱。然而,传统监测技术无法满足需求,因此,提出一种多元载荷解耦的温度自补偿全桥测量技术,通过建立理论模型、布置应变阵列和组桥设计,实... 详细信息

重载货车运行速度和载重的提升对车钩性能的要求更高,需要获取车钩在纵向、横向、垂向的实际载荷谱。然而,传统监测技术无法满足需求,因此,提出一种多元载荷解耦的温度自补偿全桥测量技术,通过建立理论模型、布置应变阵列和组桥设计,实现各钩面应变的精确测量与零漂补偿,最后通过试验验证技术的有效性。此种测量技术为轨道车辆车钩载荷监测提供了科学手段。

关键词：轨道车辆车钩多元荷载零漂补偿

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