[发明专利]一种基于三角函数的高精度感应同步器测角误差补偿方法

说明书

本发明公开了一种基于三角函数的高精度感应同步器测角误差补偿方法，其包括以下步骤：S1：对感应同步器进行零位标定，并对其测角误差进行测量，由此建立测角误差模型；S2：对感应同步器进行长周期测角误差补偿；S3：对感应同步器进行短周期测角误差补偿。本发明在补偿模型中加入了误差相角信息，对原有算法测角误差模型进行了完善和简化，使本算法在补偿在相同运算量的情况下较原有补偿算法补偿精度更高；通过采用数据延拓的方法解决了标定零位重复性差的问题，使补偿算法能够适用于实际调试时出现的“双周现象”；在短周期补偿的过程中，针对测角电路噪声过大无法完全补偿的问题，采用了二次补偿的方法，进一步提高了测角误差补偿精度。

技术领域

本发明属于圆感应同步器测角误差补偿技术领域，涉及一种基于三角函数的高精度感应同步器测角误差补偿方法，适用于实时补偿在高精度伺服系统中，作为反馈元件的圆感应同步器由于自身测角误差以及配套测角电路噪声引起的测角误差的补偿，具体可应用于航天、转台等高精度系统的伺服控制。

背景技术

在高精度的伺服控制系统中，通场会引入高精度的感应同步器作为角位置的测量元件，用于位置闭环。经过出厂标定的感应同步器的测角误差能够达到指标要求，然而在实际系统中，感应同步器的测角系统误差产生的原因概括主要包含三方面：

(1)机械轴系误差(包括感应同步器的安装误差)。

(2)感应同步器旋转变压器的制造误差。

(3)电路误差。与感应同步器配套的测角电路一般无法与出厂标定的完全一致，测角电路的电气噪声引起的测角误差。

在现有的技术中，主要采用的是长短周期二次补偿的方法(文献1：任顺清,曾庆双,陈希军.圆感应同步器测角误差的分离技术[J].中国电机工程学报,2001,(4):92-95.2：陈希军,任顺清.感应同步器测角误差的自动化检测与补偿[J].中国电机工程学报，2010,(4)：41-45)。其具体方法描述如下：

1长周期测角误差模型建立。进行24面体棱镜的数据标定，通过360°内24点的标定数据，采用最小二乘拟合的方法对测角误差曲线进行拟合。长周期误差表达式如公式1所示：

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

其中，e_L为长周期误差，e₀为长周期误差中常值偏置，A_L1c、A_L1s、A_L2c、A_L2s分别为长周期误差一次余弦幅值系数、一次正弦幅值系数、二次余弦幅值系数、二次正弦幅值系数，θ为当前角度值。

2短周期测角误差模型建立。进行23面体棱镜的数据标定，将标定数据根据小数部分进行排序，将排序后的数据采用最小二乘拟合的方法对测角误差曲线进行拟合。短周期误差表达式如公式2所示：

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

e_S为短周期误差，A_S1c、A_S1s、A_S2c、A_S2s分别为短周期误差一次余弦系数、一次正弦系数、二次余弦系数、二次正弦系数，p为短周期极数，如以1°为短周期，则p＝360，υ为角度值小数部分。

3将e_L+e_S作为测角误差进行补偿。