一种离心机速率精度自标定自补偿方法与流程

1.本发明属于离心机测量技术领域，涉及一种离心机速率精度自标定自补偿方法。


背景技术：

2.离心机是一种重要的惯性器件测试设备，主要用于惯导加速度计的性能指标测试。离心机通过提供高精度、高平稳性的速率转动，使组合导航系统的加速度通道或加速度计单表得到精确、稳定的加速度激励，从而标定其非线性参数项。
3.离心机作为一种精密测试设备，其速率精度需要定期标定。传统的标定方法是利用外接的计数器检测光电传感器输出的电平信号，然后人工计算出离心机的实际转速，进而获得其速率精度和平稳性。如何实现在不借助外部仪器设备的前提下速率精度的自标定和自补偿，是提高离心机运行效率、降低运行成本的重要研究问题之一，而目前并没有很好的解决方案。


技术实现要素：

4.本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种离心机速率精度自标定自补偿方法，实现在不借助外部仪器设备的前提下，离心机速率精度的自标定、速率指令的自补偿。
5.本发明解决技术的方案是：
6.一种离心机速率精度自标定自补偿方法，包括如下步骤：
7.步骤一、在离心机的底座上安装光电传感器，离心机的轴系上安装拨叉，实现离心机轴系每转动一周能够在相同位置触发光电传感器一次；
8.步骤二、通过计算机实时采集光电传感器输出的电压信号；
9.步骤三、分别设置离心机轴系的转动角速度ωi，i＝1,2,
……
，n，且ω1＜ω2＜
……
＜ωn；
10.步骤四、在每个转动角速度ωi下，通过计算机记录相邻两次光电传感器信号由低到高跳变的时间间隔δti；
11.步骤五、计算每个转动角速度ωi下离心机的实测角速度
12.步骤六、计算每个转动角速度ωi下离心机的速率精度pi，完成离心机速率精度的自标定；
13.步骤七、计算每个转动角速度ωi下的速率补偿系数ki；
14.步骤八、建立速率补偿模型，根据速率补偿模型计算补偿后的速率指令完成离心机精度自补偿。
15.在上述的一种离心机速率精度自标定自补偿方法，所述步骤五中，实测角速度的计算方法为：
[0016][0017]
在上述的一种离心机速率精度自标定自补偿方法，所述步骤六中，速率精度pi的计算方法为：
[0018][0019]
在上述的一种离心机速率精度自标定自补偿方法，所述步骤七中，速率补偿系数ki的计算方法为：
[0020][0021]
在上述的一种离心机速率精度自标定自补偿方法，所述步骤八中，速率补偿模型的建立方法为：
[0022][0023]
式中，ωd为初始速率指令。
[0024]
本发明与现有技术相比的有益效果是：
[0025]
(1)本发明利用光电开关和高速daq测量在各被测速率点下离心机的实际转速，进而计算得到各被测速率点的速率精度；
[0026]
(2)本发明利用线性插值方法建立速率补偿模型并嵌入到离心机控制程序速率生成模块当中，每次自标定后，自动计算出各速率点的新的速率补偿系数，并实时更新到补偿模型中；
[0027]
(3)本发明通过编程实现上述流程的自动化运行，从而实现离心机速率精度的自标定和自补偿，提高离心机设备的运行效率、降低运行成本。
附图说明
[0028]
图1为本发明离心机速率精度自标定自补偿流程图。
具体实施方式
[0029]
下面结合实施例对本发明作进一步阐述。
[0030]
本发明提供一种自动化的离心机速率精度自标定和自补偿方法，实现在不借助外
部仪器设备的前提下，离心机速率精度的自标定、速率指令的自补偿。
[0031]
离心机速率精度自标定自补偿方法，如图1所示，具体包括如下步骤：
[0032]
步骤一、在离心机的底座上安装光电传感器，离心机的轴系上安装拨叉，实现离心机轴系每转动一周能够在相同位置触发光电传感器一次。
[0033]
步骤二、通过计算机实时采集光电传感器输出的电压信号；
[0034]
步骤三、分别设置离心机轴系的转动角速度ωi，i＝1,2,
……
，n，且ω1＜ω2＜
……
＜ωn。
[0035]
步骤四、在每个转动角速度ωi下，通过计算机记录相邻两次光电传感器信号由低到高跳变的时间间隔δti，(单位：s)。
[0036]
步骤五、计算每个转动角速度ωi下离心机的实测角速度(单位：
°
/s)；实测角速度的计算方法为：
[0037][0038]
步骤六、计算每个转动角速度ωi下离心机的速率精度pi，完成离心机速率精度的自标定；速率精度pi的计算方法为：
[0039][0040]
步骤七、计算每个转动角速度wi下的速率补偿系数ki；速率补偿系数ki的计算方法为：
[0041][0042]
步骤八、建立速率补偿模型，根据速率补偿模型计算补偿后的速率指令完成离心机精度自补偿。速率补偿模型的建立方法为：
[0043][0044]
式中，ωd为初始速率指令。
[0045]
在步骤三中，典型的转动角速度ωi可以取1
°
/s、10
°
/s、50
°
/s、100
°
/s、500
°
/s、1000
°
/s、2000
°
/s。
[0046]
编排离心机控制程序，按照步骤三至步骤七自动完成所有被测速率点下的测量和
计算，并记录计算结果，然后自动更新控制程序速率指令生成模块补偿模型中各补偿系数ki的值，即完成了离心机速率精度的自标定和自补偿。
[0047]
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。


技术特征：
1.一种离心机速率精度自标定自补偿方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、在离心机的底座上安装光电传感器，离心机的轴系上安装拨叉，实现离心机轴系每转动一周能够在相同位置触发光电传感器一次；步骤二、通过计算机实时采集光电传感器输出的电压信号；步骤三、分别设置离心机轴系的转动角速度ω
i
，i＝1,2,
……
，n，且ω1＜ω2＜
……
＜ω
n
；步骤四、在每个转动角速度ω
i
下，通过计算机记录相邻两次光电传感器信号由低到高跳变的时间间隔δt
i
；步骤五、计算每个转动角速度ω
i
下离心机的实测角速度步骤六、计算每个转动角速度ω
i
下离心机的速率精度p
i
，完成离心机速率精度的自标定；步骤七、计算每个转动角速度ω
i
下的速率补偿系数k
i
；步骤八、建立速率补偿模型，根据速率补偿模型计算补偿后的速率指令完成离心机精度自补偿。2.根据权利要求1所述的一种离心机速率精度自标定自补偿方法，其特征在于：所述步骤五中，实测角速度的计算方法为：3.根据权利要求2所述的一种离心机速率精度自标定自补偿方法，其特征在于：所述步骤六中，速率精度p
i
的计算方法为：4.根据权利要求3所述的一种离心机速率精度自标定自补偿方法，其特征在于：所述步骤七中，速率补偿系数k
i
的计算方法为：5.根据权利要求4所述的一种离心机速率精度自标定自补偿方法，其特征在于：所述步骤八中，速率补偿模型的建立方法为：
式中，ω
d
为初始速率指令。

技术总结
本发明涉及一种离心机速率精度自标定自补偿方法，属于离心机测量技术领域；利用光电开关和高速DAQ测量在各被测速率点下离心机的实际转速，进而计算得到各被测速率点的速率精度；利用线性插值方法建立速率补偿模型并嵌入到离心机控制程序速率生成模块当中，每次自标定后，自动计算出各速率点的新的速率补偿系数，并实时更新到补偿模型中；通过编程实现上述流程的自动化运行，从而实现离心机速率精度的自标定和自补偿，提高离心机设备的运行效率、降低运行成本。降低运行成本。降低运行成本。


技术研发人员：赵庆 赵睿达 王媛媛 王胜利 胡吉昌
受保护的技术使用者：北京航天万鸿高科技有限公司
技术研发日：2022.01.12
技术公布日：2022/5/5