[发明专利]基于误差迭代收敛法的转动惯量误差检测装置及检测方法

权利要求书

1.一种基于误差收敛迭代法的转动惯量误差检测装置，其特征在于，包括设置在机架上的测量平台，测量平台通过轴承支撑于机架上，测量平台的中心部连接有驱动轴，驱动轴远离测量平台一端套装有游动惯量盘，测量平台和游动惯量盘由驱动轴同轴驱动，驱动轴与驱动电机的输出轴为同一轴心，驱动轴外接连通外设控制器的转动惯量误差显示屏幕，被测对象置于测量平台的中心位置上。

2.根据权利要求1所述的基于误差收敛迭代法的转动惯量误差检测装置，其特征在于，所述游动惯量盘包括惯量托盘，惯量托盘的盘面上设有呈径向对称的第一滑槽和第二滑槽，第一滑槽和第二滑槽中分别设有可滑动的第一惯量标准块和第二惯量标准块，第一惯量标准块和第二惯量标准块分别连接在惯量块双向调整螺杆的两端，第一惯量标准块和第二惯量标准块在第一滑槽和第二滑槽中呈轴对称滑动，惯量块双向调整螺杆连接惯量块游动电机的输出端，惯量块双向调整螺杆的轴向的几何中心线和惯量块游动电机的轴心线重和且与惯量托盘的中心和驱动轴的轴心垂直相交，惯量块游动电机为装配蓝牙控制的游动电机，可实现自行闭环控制。

3.用权利要求1-2任意一项所述基于误差收敛迭代法的转动惯量误差检测装置的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)在驱动电机转速从n₁加速到n₂时，控制系统完成自检工作，确保仪器工作正常；

2)在驱动电机转速加速达到n₃直至加速到n₄时，第一惯量标准块和第二惯量标准块依靠检测系统的游动电机驱动后滑动到r₁位置，r₁为第一惯量标准块和第二惯量标准块此刻质心到托盘中心的距离，第一次迭代时为r₁′，第二次迭代时为r₁′^.′，以此类推，对应获得第一次转动惯量J′_v，总转动惯量为：J₂＝J₁+J′₁，其中，J₁被测物体预估转动惯量，J′₁为惯量测量系统标定惯量，第一次测量基准初始值时，含电机转子、驱动轴、测量平台、惯量托盘系统转动惯量，提前预设置J′₁≈J₁，角加速度为β₂，第一次迭代设为β′₂；

3)当驱动电机转速加速达到n₅直至加速到n₆时，此时第一惯量标准块和第二惯量标准块依靠检测系统的游动电机驱动后滑动到r₂位置，r₂第一惯量标准块和第二惯量标准块此刻质心到托盘中心的距离，第一次迭代为r′₂，第二次迭代为r′^.′₂，以此类推，获得第二个惯量J′₂J′₂＝3J′₁为测量系统惯量，需提前标定，含电机转子、驱动轴、测量平台、惯量托盘系统转动惯，此时J₃＝J₁+J′₂，角加速度为β₃，第一次迭代为β′₃，其中：n₁n₂n₃n₄n₅n₆；

4)设加速过程中驱动电机的转矩为T、系统摩擦阻力矩为M，选配游动电机54，实现T-M恒定不变，测前标定设为常数A，T-M＝J′₁β₁＝A，T-M＝(J₁+J′₁)β₂＝J₃β₃＝(J₁+3J′₁)β₃＝A；

如果预估物体J₁的转动惯量存在误差Δ₁即J₁＝J′₁-Δ₁，则测量出此时存在计算出角加速度误差

因为(J₁+J′₁)β₂＝(J₁+3J′₁)β₃＝A，

所以

先忽略高阶项：Δ₁Δ₂，

则

令：进行下一循环测试；

利用此值进行第一次迭代循环测量，即利用第一次循环误差修正后的结果进行下循环迭代计算检测，驱动电机减速到n₃，调整第一惯量标准块和第二惯量标准块至r₁′位置获得惯量标准为第一次迭代所用被测物体转动惯量，控制系统中存贮有提前标定的r₁′位置所对应惯量标准J₁₂数值，控制系统中存贮有不同第一惯量标准块和第二惯量标准块所对应的第一惯量标准块和第二惯量标准块此刻质心到托盘中心的距离的系统惯量标准值，利用第一次迭代循环结果为惯量块修正后的第二次测量基准初始值，直到测量误差满足要求即可获得所求的转动惯量精确值，当Δ₁小于工况要求的标准误差ζ时结束迭代，在显示屏幕中显示结果。