多极旋变轴角编码器的结构设计

本文介绍了高精度多极双通道旋转变压器－ＲＤＣ式轴角编码器的组成,并对该类轴角编码器的整机结构设计作了详细的论述。     

多极旋变轴角编码器数码纠正组合分析

本文介绍了高精度多极双通道旋转变压器—RDC式轴角编码器的组成,对该类轴角编码器解算电路中的数码精粗纠正组合作了详细的分析。     

采用线性求角的旋变轴角解码与激磁系统

设计了一种基于单片DSP的旋变轴角解码与激磁系统并进行了实验验证.由于轴角解码中反正切运算需要很大运算量或很多数据空间存储查表值,甚至需要外扩存储芯片,因此,提出一种反正切运算补偿成分区间的线性运算求角方法.同时,在保证测角精度的基础上降低旋变激磁的电压幅值,从而实现了旋变轴角解码与激磁系统的高集成度与低功耗.实验结果显示:测角精度可达0.013°,框架电机速率精度达到0.000 4°/s.体积、质量、功耗与原激磁电源模块JD20-D15C36MK和轴角解码模块19XSZ2413相比均减少80%以上,很好地满足了航天应用小体积、轻质量和低功耗的要求.     

高精度光电轴角编码器轴系精度设计与测量

为实现高精度光电轴角编码器的精度 ,提出了光电轴角编码器的轴系精度指标 ,并对影响光电轴角编码器精度的主要因素—轴系晃动量的分离测量方法进行了讨论     

绝对式多极磁电轴角编码器的设计

为了实现多对极磁电式轴角编码器的高分辨率绝对式检测并降低其成本,基于改进格雷码构建了一种新型多极磁电轴角编码器模型,提出一种基于校准查表的信号处理方式,以消除磁场非线性和装配误差对测量精度的影响。设计了两个由永磁体磁环构成的码道:粗码道,根据改进格雷码生成N和S极充磁顺序,采用圆周均匀分布的线性霍尔元件得到转子所处磁极区域的绝对偏移量;细分码道,N和S极等距间隔排列,定子上3个线性霍尔元件将磁信号转换为电信号,查表得到转子于所处信号周期内的相对偏移量。在离线状态下,用高分辨率的增量式光电轴角编码器进行校准,对其A/B相脉冲输出和磁电式轴角编码器的霍尔信号同时采样并上传到计算机进行高精度信号重构,得到标准角位移和霍尔信号映射关系,通过单片机的自编程技术将数据存储于主控芯片中固定地址以供查表;角位移检测状态下,根据霍尔信号查表得到绝对角位移。根据上述原理研制出12极磁电式轴角编码器样机,实现了分辨率为±0.72′,精度达±1.2′以下的单圈绝对位置检测。该编码器通过增加磁极数还可进一步提高测量精度。     

多圈光电轴角编码器在直线位移测量中的应用

多圈光电轴角编码器是一种适用于大量程轴角位移精密测量的光电数字测角仪,其测量范围可超过整周(360°)的几百倍,甚至上千倍.利用多圈光电轴角编码器具有分辨力高、精度高、体积小、量程大以及数字量输出等优点,设计了由高精度齿轮同步带传动机构与16位多圈编码器组合而成的直线位移测量系统,并对系统的测长精度进行了检定.实验结果表明,修正后的系统测长误差低于0.065 mm,可满足中低精度的工业测量要求.     

基于DSP的双路RDC角位置检测系统的设计

要实现对转动机器人的精确控制,必须进行高精度的角位置检测。本文设计了一个多极旋变-RDC轴角检测的解算系统,重点介绍了RDC19222构成的解算电路以及基于DSP的粗、精通道耦合解算算法。该系统外围器件少,解算精度高。     

主精度光电轴角编码器轴系精度设计与测量

为实现高精度光电轴角编码器的精度,提出了咣电轴角编码器的轴系精度指标,并对影响光电轴角编码器精度的主要因素－轴系晃动量的分离测量方法进行了讨论。     

基于线性求角的旋变轴角解码与激磁系统研究

控制力矩陀螺(CMG)是空间站等大型航天器姿态控制的关键执行机构,旋转变压器（旋变）是CMG框架伺服系统的常用测角部件,由于大多数旋变激磁模块和轴角解码模块不满足航天应用小体积、轻重量和低功耗的要求,本文提出一种基于单片DSP的旋变轴角解码与激磁系统设计方法并进行了实验验证。轴角解码中反正切运算需要很大运算量或很多数据空间存储查表值,甚至需要外扩存储芯片,因此本文提出一种线性求角方法,其思想是把反正切运算补偿成分区间的线性运算;同时在保证测角精度的基础上降低旋变激磁的电压幅值,从而实现了整个伺服系统的高集成度与低功耗。实验结果显示：体积、重量、功耗与原激磁电源模块JD20-D15C36MK和轴角解码模块19XSZ2413相比均减少80%以上,测角精度可达0.011º,框架电机运转平稳。     

高分辨率的电机绝对式多极磁编码器设计与研究

为了提高电机绝对式磁编码器的分辨率,提出了一种偏心结构的新型多极磁编码器。该多极磁编码器仅由1个偏心旋转的多极磁体和4个霍尔传感器组成,结构简单、成本低。通过结合查找表和最小二乘法来计算绝对偏移量,能够在使用多极磁体提高分辨率的同时,通过磁铁偏心旋转区分的4个信号计算出绝对角度。此外,由于可以计算正交信号,因此可以使用传统方法来配置转换器,通用性较强。编码器样机测试结果表明:所设计的磁编码器能够计算出绝对角度,并达到了0.08°的角度精度和12 bits的分辨率。     

基于AD2S90的智能仪表控制系统设计

介绍一种可靠的转子位置检测方法,阐述旋转变压器的原理,设计了基于RDC芯片AD2S90的旋转变压器位置信号的接口电路,并应用在智能仪表控制系统中。     

基于旋转变压器的电机转子位置检测电路设计

主要研究了基于DSP和旋转变压器的电机转子位置检测方案,很好地结合了DSP的快速数据处理能力和旋转变压器的高可靠性,实现了旋转变压器的轴角数字测量.在给出旋转变压器工作原理基础上,提出了测量原理和系统的电路设计方案,已成功地应用于实际伺服系统的位置检测中,具有经济、简便、实用的特点.     

旋转轴唇形密封的可持续设计研究

调研和确定旋转轴唇形密封的可持续标准,根据旋转轴唇形密封的具体结构和生产工艺,基于全生命周期评估（LCA）方法,通过定量和定性相结合的方法,计算和分析旋转轴唇形密封生命周期各阶段的能耗、碳排放、单位生产时间、成本等环境、社会和经济可持续指标,确定旋转轴唇形密封可持续改进策略：环境可持续侧重于使用阶段的能耗降低,社会可持续关注生产工艺创新,经济可持续聚焦于延寿设计。从延长使用寿命和优化运行时的摩擦状态2个方面,实施旋转轴唇形密封的可持续改进设计,分析宏观截面形状和尺寸、唇部的微观相貌、唇部材料对旋转轴唇形密封可持续性能的影响。结果表明：薄唇、微观织构和耐磨材料对降低旋转轴唇形密封的能耗和碳排放都具有积极作用,研究结果对提高旋转轴唇形密封的可持续性具有重要意义。     

飞秒激光跟踪仪光轴与竖轴同轴度的标定

考虑飞秒激光跟踪仪仪器轴系的几何误差会影响仪器的指向精度并最终影响坐标测量精度,本文研究了激光光轴与竖轴的几何误差对仪器测量精度的影响。提出了激光光轴与竖轴的同轴度标定方法,以降低其不重合带来的跟踪测量误差。首先,基于几何光学原理建立了光轴与竖轴的几何误差模型,分别分析了光轴与竖轴的倾斜与平移误差对仪器测角精度的影响。然后,针对设计的仪器提出了基于旋转成像原理的光轴与竖轴同轴度的检测方法,并设计了一套同轴度检测装置。最后,基于该检测装置,通过调节两组双光楔完成了激光光轴与竖轴的倾斜与平移误差的标定。结果显示,经标定校准后激光光轴与竖轴的角度误差为3.4″;平移误差为26.1μm,得到的结果为仪器后续建立误差补偿模型奠定了基础。     

双缸体旋转斜盘式液压变压器特性分析

针对旋转配流盘式液压变压器在变压范围、流量脉动以及噪声控制上的不足,提出一种小流量脉动低噪音液压变压器方案。分析目前液压变压器的主要特点,基于一种旋转斜盘式双缸体液压变压器方案,通过增加柱塞数量并结合斜盘转角的初始位置控制,达到减小流量脉动和噪声的效果。分析斜盘转动的转角及其阻力矩变化规律,并进行变压比样机试验测试。结果表明,旋转斜盘式液压变压器宜将上止点与A口中点重合时作为斜盘初始位置,在斜盘转角小于100°时,新型液压变压器使得输出流量不均匀系数减小了约40%,随着转角的继续增大,输出流量不均匀系数趋于一致,试验结果表明新方案可实现较大范围的变压比。     

一种自整角机轴角信号的测量方法

自整角机输出的数字化一般采用专用模块来完成。针对专用模块价格高、输出不方便、与其他系统进行互交等问题,提出了一种基于单片机C8051F040的轴角数字转换测量方案。为了提高采样精度,采用了过采样技术,并给出了过采样技术的关键实现步骤。应用表明,该系统具有测量精度高、测量速度快、硬件成本低的特点。     

Identification of unbalance forces by metaheuristic search algorithms

This paper discusses the identification of parameters in rotary systems, namely, the unbalance magnitude, phase and position in the rotor system. These parameters can be identified using the measured orbits in the hydrodynamic bearings. The oil film forces are evaluated in the different positions of the orbit of the journal and are applied to the model of the shaft. The model, integrated in time domain, allows with an assumed unbalance, to simulate the orbits. The objective function is basically the difference between measured and simulated orbits, and its minimum corresponds to the identified unbalance amount, phase and position along the shaft. With respect to traditional model based identification procedures, this approach using oil film forces instead of oil film linearized stiffness and damping coefficients, and unfiltered orbits instead of 1X vibration components is suitable to deal with non-linear behaviour of the system.     

水下位移测量传感器的设计

这里介绍用于水下位移测量的磁力矩偶合旋转编码器的设计。在该旋转编码器的结构设计中将其转轴分隔为从动轴和主动轴,采用磁力矩耦合的原理,使旋转编码器内部检测元件处于完全密封的腔体内,以保证其正常工作,可用于密封要求严格或水下的机械位移测量。     

变运行参数的磁性液体密封中磁液温度特性分析*

磁性液体工作温度高于汽化温度时不仅会导致磁性液体的表面活性物质受损,还会引起磁性液体汽化。为探讨磁性液体密封中磁液的温度特性,基于数值计算和试验验证相结合的方法,研究磁性液体旋转密封的转速、轴径和温度的关系,并分析磁性液体工作温度高于汽化温度时的相变过程。结果表明:磁性液体旋转密封的温度最大值出现在与轴表面相接触的位置,最小值出现在与极齿底部相接触的位置;随转速和轴径的增大,磁液温度最大值均升高,当两工况轴径与转速乘积相等时,磁性液体的温升值相同;当磁性液体温度高于其汽化温度时,与外界相通靠近轴表面附近的磁性液体最先发生相变,相变面积呈现抛物线形状向内扩散,且相同工作温度下,磁性液体的相变体积分数随轴径增大而降低。