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一種消除云臺航向軸漂移以及電機磁場干擾的方法與流程

文檔序號:12662523閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種消除云臺航向軸漂移以及電機磁場干擾的方法,所述方法包括至少一個無刷電機,電機驅動,轉子位置檢測傳感器,處理器,三軸陀螺儀,三軸加速度計,三軸磁力計,電機底座連軸柄。

2.如權利要求1所述的方法,其特征在于:無刷電機作為增穩(wěn)設備的航向軸驅動電機,電機驅動接受處理器的驅動信號驅動電機轉動,轉子位置傳感器檢測無刷電機轉子的位置,三軸磁力計和三軸加速度計檢測柄的所處重力場以及磁場,三軸陀螺儀檢測電機轉子的角速度,所有傳感器數(shù)據(jù)傳輸至CPU處理器,解算航向軸姿態(tài)。陀螺儀放置電機轉子位置,三軸加速度計和三軸磁力計放置在電機底座連接柄的尾端遠離了電機磁場影響范圍。

3.如權利要求2所述的方法,其特征在于:陀螺儀檢測轉子的角速度,加速度計檢測電機底座連接柄所處的加速度參數(shù),磁力計檢測電機底座連接柄所處的磁場參數(shù),加速度計參數(shù)和磁力計參數(shù)融合計算之后可以得到準確的電機底座連接柄航向角數(shù)據(jù)MagAngle,由于電機底座與轉子并不同軸,所以只靠電機底座連接柄的航向角數(shù)據(jù)MagAngle并不能得到電機轉子的航向角數(shù)據(jù)YAW,引入電機轉子位置傳感器檢測電機轉子相對于電機底座的位置MotorAngle,電機底座連接柄航向角數(shù)據(jù)MagAngle與電機轉子位置MotorAngle相結合以后就可以得到電機轉子的航向角YAW,由于MagAngle和MotorAngle融合得到的航向角YAW存在噪聲所以引入了電機轉子的角速度Gyro,YAW再與Gyro進行角度融合濾波即可以得到準確的航向軸數(shù)據(jù)RealYAW,然后參與控制器的計算。本方法沒有采用三軸磁力計三軸陀螺儀三軸加速度計集成一起放在轉子上的原因是電機磁場嚴重影響磁力計。因此采用磁力計加速度計與陀螺儀分離的模式,并且引入電機轉子位置傳感器參與航向角的計算。

4.如權利要求3所述的方法,其特征在于:若傳感器,處理器,電機驅動,控制器正常工作且通信正常,上述的轉子航向角RealYAW計算有如下邏輯,增穩(wěn)設備啟動時記錄下來此時磁力計與加速度計解算出來的角度MagAngle和電機轉子初始位置MotorAngle,并將MotorAngle角度數(shù)據(jù)歸零,接著根據(jù)電機轉子位置MotorAngle的增量和MagAngle的值解算出電機轉子相對地球磁場的真正航向角RealYAW,再結合轉子角速度Gyro進行一階濾波或者卡爾曼濾波得到比較準確無噪聲的航向角。Gyro彌補了原始航向角的噪聲與不穩(wěn)定性,而原始航向角數(shù)據(jù)則消除陀螺儀的零漂,二者結合互相彌補對方的缺陷。

5.如權利要求4所述的方法,其特征在于:引入了電機轉子位置傳感器和磁力計,再結合加速度計陀螺儀,并且按照磁力計放置在電機底座連接柄尾端遠離電機磁場的方法,由處理器解算出電機轉子的航向角數(shù)據(jù)。完美解決了三軸增穩(wěn)設備中航向角長時間存在嚴重漂移的問題。

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