资源描述：
《感应同步器动态误差分析及修正》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第10卷第17期2010年6月科学技术与工程Vol110No117June20101671-1815(2010)17-4205-05ScienceTechnologyandEngineering2010Sci1Tech1Engng1感应同步器动态误差分析及修正张育王建宇刘银年王跃明(中国科学院上海技术物理研究所,上海200083)摘要运动波源会产生多普勒效应,运动物体发出的电信号也同样会产生多普勒效应,造成信号频率的改变,不但对测量造成了动态误差,甚至会对后续计算造成错误。以双相激磁单相输出鉴相型感应同步器测角系统为基础,参照多普勒效应原理,探讨了转动机构中动态误差的产生机理和模型,并提出了
2、便于数字系统实现的修正算法。该算法和模型对同类转动系统及动态采集系统也具有很好的参考价值。关键词感应同步器动态误差多普勒效应转动系统中图法分类号V447.1;文献标志码A运动波源会产生多普勒效应,即被观测到的信us=UmsinX0t号频率与波源实际产生信号的频率有偏差。我们uc=UmcosX0t(1)在使用鉴相型感应同步器测角系统进行角速度测e=KvUmsin(X0t-Ht(t))量时,也发现了类似问题。并且由于多普勒效应的式(1)中Kv、Um为常量,X0为激磁信号角频率,影响,不但对角度测量造成了误差,也对角速度的Ht(t)为归一化的机械转角。由于Ht(t)自身是个时计算造成了错误。声、光
3、系统的多普勒效应涉及到变量,因此感应同步器的输出又可以表示为:波源的运动速度、信号的频率以及音速或光速等参e=KvUmsin(X0-Xt)t=量;而对于转动电子学系统,涉及到的参量则有转Xt动系统的机械角速度、固有电信号频率(如激磁信KvUmsin1-X0t(2)X0号频率、载波频率等)以及采样信号频率等。本文式(2)中Xt为机械角速度。从式(2)可以看出,感基于鉴相型感应同步器测角系统,分析了该系统动应同步器的输出信号频率随着Xt的变化而变化,在态误差的产生机理并建立相应模型,然后提出了便示波器上可以很容易观测到这一现象并验证输出于数字系统实现的修正公式和修正算法。该算法信号频率和Xt的关
4、系。频率的变化必然导致采样在工程项目应用中取得了很好的效果。时刻的变化,相当于在采样时增加了新的延迟,影[1][2,3]1测角原理及问题的提出响了系统的动态精度。许多文献在式(2)的基础上讨论了这种由频率变化导致的感应同步器双相激磁感应同步器的输入输出关系可以表双相激磁鉴相系统动态误差,然而式(2)本身虽然示为:可以正确反映出信号频率的变化,但是从中却提取不出相位信息。因此,只能在数值分析或者估计的[4)6]基础上推出动态误差的修正值。2010年3月20日收到921载人航天项目(0529540200X)资助在实际系统中,我们知道,频率的变化确实是第一作者简介:张育,男,中国科学院上海技术物理
5、所博士研究观测到了,可是鉴相系统也依然可以采样到相位随生。研究方向:空间遥感扫描成像技术研究。E-mai:leduzhang@机械转角的变化。这说明,相位信息在通过采样系mai.lustc.edu.cn。统后依然得以保留。这样,式(2)应修正为:4206科学技术与工程10卷2XtX0-Xt16APe=KvUmsin1-X0t-Htc(3)t1=$T-3U$T(4)X0X0+Xt(X0+Xt)式(3)中Hct为采样到的相位角信号,Ht和Hct之差从式(4)可以看出,角加速度A只影响到计算结果的即为系统的动态误差。另外,从式(2)和式(3)可以三次项,因此可以暂时忽略仅考虑匀速的情况。这个看出,
6、信号频率的变化具有和多普勒效应相同的形时候,当前采样周期已快结束,系统马上就会返回当式,因此我们可以参照分析多普勒效应的方法来分次采样结果。也就是说,在T0+2$T时刻,系统返回析转动系统。第二次采样结果的时候,感应同步器实际已经转过了约-2Xt$T的角度,而系统却会误判只走了-Xt$T2误差分析及模型建立的角度,误差-Xt$T。系统的模型如图1所示。受限于激磁频率f0=X0/2P,因此要每隔$T=2P/X0才能获取一次相位信息。而对于鉴相系统,信号的幅度信息与角位置无关,因此一般不会完整采样,只需要提取感应同步器输出信号的上升沿即可得到相位信息,从而计算出系统的机械角位置。为把转动数字系统
7、和直线运动系统相对应,我们可以把感应同步器的输出信号看成是一个以速度为Xt运动的物体,而采样器在每个周期初始返回上一次的采样结果并以X0的速度开始追赶它,当二者相遇时,以相遇的位置作为采样结果,采样的量化级数为D=fc/f0,即每个DN值代表2P/D的角度,其中fc为采样频率。这样,系统对信号的采样就转变成了两个/物体0的相遇问题,而采样频率则只是对相遇时间的判别造成量化误差,我们称这个模型为相遇模型。不失一
