【技术实现步骤摘要】
一种在线误差参数辨识及自补偿系统和方法
本专利技术属于传感器检测与控制
,特别是涉及一种用于旋转变压类型的角位移传感器正余弦信号的在线误差参数辨识及自补偿系统和方法。
技术介绍
精密测量仪器误差识别与自补偿是对仪器进行校准的重要手段,也是传感器领域科学研究的重要方面。其中,角位移测量大量存在于以制造业为代表的工业生产和科学实践中,而旋转变压类型的角位移传感器具有稳定性较高、环境适应性强等特点,广泛应用于航空航天、智能制造等工业领域。旋转变压类型角位移传感器在实际生产中应用非常广泛,旋转变压类型的角位移传感器的原理,是通过旋变结构将角位移信息调制到两路正交信号上,用于解算角位移信息,而因为加工、偏心、倾斜等原因,所得正余弦信号多带有幅值误差、直流偏置误差、相位误差、谐波误差等;直接用得到的带误差的正余弦信号解算角度,解算得到的角度会带有较大的误差。国内外的资料中显示,不进行补偿的旋转变压类型的角位移传感器输出精度较低,而大多数的补偿方式,都是利用更高精度的转台、光栅等进行标定,这无疑提高了生产成本,造成了更多资源的浪费。通过误差识别的手段得到误差参数再进行自补偿,对于提高角位移传感器的精度很有必要。
技术实现思路
针对上述问题,本专利技术的目的是提供一种在线误差参数辨识及自补偿系统和方法,通过在线识别旋转变压类型角位移传感器生成的正余弦信号带有的幅值误差、直流偏置误差、相位误差以及谐波误差,实现旋转变压类型角位移传感器的在线自补偿,提高角位移传感器的精度。为实现上述目的,本专利技术采取以下技术方案:一种在线误差参数辨识及自补偿系统,其包括数据输入模块、参数 ...
【技术保护点】
1.一种在线误差参数辨识及自补偿系统,其特征在于:其包括数据输入模块、参数辨识模块以及角度解调模块;所述数据输入模块用于输入旋转变压类型角位移传感器的正余弦信号的实际测量信号,并发送到所述参数辨识模块;所述参数辨识模块包括信号流网络模块和优化控制器模块,所述信号流网络模块用于根据预先建立的误差模型对输入的正余弦信号的实际测量信号进行在线误差参数辨识,并将辨识结果发送到所述优化控制器模块;所述优化控制器模块用于对误差参数辨识结果进行参数优化,得到最佳参数后发送到所述角度解调模块;所述角度解调模块根据最佳参数进行正余弦信号自补偿及角度解算,得到旋转变压类型角位移传感器的角位移。
【技术特征摘要】
1.一种在线误差参数辨识及自补偿系统,其特征在于:其包括数据输入模块、参数辨识模块以及角度解调模块;所述数据输入模块用于输入旋转变压类型角位移传感器的正余弦信号的实际测量信号,并发送到所述参数辨识模块;所述参数辨识模块包括信号流网络模块和优化控制器模块,所述信号流网络模块用于根据预先建立的误差模型对输入的正余弦信号的实际测量信号进行在线误差参数辨识,并将辨识结果发送到所述优化控制器模块;所述优化控制器模块用于对误差参数辨识结果进行参数优化,得到最佳参数后发送到所述角度解调模块;所述角度解调模块根据最佳参数进行正余弦信号自补偿及角度解算,得到旋转变压类型角位移传感器的角位移。2.如权利要求1所述的一种在线误差参数辨识及自补偿系统,其特征在于:所述信号流网络模块包括参数存储单元、仿射变换单元、迭代计算单元和信号重构单元;所述参数存储单元用于存储待辨识参数的值并不断迭代更新;所述仿射变换单元根据输入的正余弦测量信号得到初始迭代量以及初始迭代量相对于正余弦测量信号和待辨识参数的局部梯度信号后,发送到所述迭代计算单元;所述迭代计算单元根据输入的初始迭代量进行迭代计算,得到的迭代结果以及迭代结果相对于初始迭代量和待辨识参数的局部梯度信号发送到所述信号重构单元;所述信号重构单元根据迭代结果对正余弦信号进行重构,得到的重构后的正余弦信号以及该重构后正余弦信号相对于迭代结果和待辨识参数的局部梯度信号发送到所述优化控制器模块。3.如权利要求2所述的一种在线误差参数辨识及自补偿系统,其特征在于:所述优化控制器模块包括标量输出单元、损失计算单元和参数更新单元;所述标量输出单元根据重构后的正余弦信号得到其标量值以及标量值相对于重构后的正余弦信号和待辨识参数的局部梯度信号发送到所述损失计算单元;所述损失计算单元根据重构后正余弦信号的标量值计算损失值以及损失值相对于标量值和待辨识参数的局部梯度信号,并将损失值发送到所述参数更新单元;所述参数更新单元根据接收到的各局部梯度信号以及损失值,对所述参数存储单元中的待辨识参数进行更新。4.如权利要求1所述的一种在线误差参数辨识及自补偿系统,其特征在于:所述角度解调单元包括自补偿单元和解调单元,所述自补偿单元用于根据角位移传感器的正余弦信号的实际测量值以及所述优化控制器单元输出的最佳参数进行自补偿,得到目标正余弦函数;所述角度解调单元根据目标正余弦函数进行角度解算,得到旋转变压类型角位移传感器的角位移。5.一种在线误差参数辨识及自补偿方法,其特征在于包括以下步骤:1)建立旋转变压类型角位移传感器输出的正余弦信号的误差模型;2)根据建立的误差模型建立信号流网络,并将旋转变压类型角位移传感器正余弦信号的实际测量值输入到信号流网络中进行在线误差参...
【专利技术属性】
技术研发人员:张嵘,周斌,黎超,郜振翼,侯波,魏琦,
申请(专利权)人:清华大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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