基于六自由度并联机构的动态倾角校准方法研究

基本信息
批准号:51605461
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:刘志华
学科分类:
依托单位:中国计量科学研究院
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:蔡晨光,于梅,夏岩,刘爱东,杨丽峰,左爱斌,胡红波
关键词:
并联机构实际测量环境倾角传感器六自由度动态校准
结项摘要

Tilt sensors measure angular tilt in reference to gravity and are used in a wide variety of applications of buildings, aviation, aerospace and automation fields. Recently, demand for high-performance and multi-component tilt sensors is becoming higher. In order to acquire actual response performance of the tilt sensor, it’s necessary to develop the actual measurement environment tilt calibration technique. The purpose of this project is to study the dynamic tilt calibration method based on the 6-DOF parallel manipulator. Firstly, the motion trajectory control strategy of the 6-DOF parallel manipulator is presented. The mutual coupling and interference between the driving joints is compensated. Accurately control for all the degree of freedom sinusoidal motion of the terminal platform is realized. Based upon, high-precision standard position and posture motion trajectory is synthesized. Then, the 6 dimensional sensitive model of the tilt sensor is established. The parameters of the established sensitive model are identified by setting up the standard position and posture motion trajectory library. The 6 dimensional dynamic calibration method of the tilt sensor is put forward. The proposed method is beneficial to acquire the actual response performance of the tilt sensor for the validity and reliability of tilt measurement system and satisfy the urgent demand for the high-performance tilt sensor in various fields.

倾角传感器用于测量安装面相对于水平面的夹角,广泛应用于建筑、航空、航天及自动化领域。随着各种高性能、多分量倾角传感器的日益增多,为了获得倾角传感器的真实响应特性,需要大力发展接近实际测量环境的倾角校准技术。本项目拟对基于六自由度并联机构的动态倾角校准技术进行研究。研究六自由度校准并联机构的运动轨迹控制策略,补偿各驱动关节的相互耦合与干扰,精确控制终端平台各自由度正弦运动的幅值和相位,实现高精度标准位置和姿态运动轨迹的合成。建立倾角传感器的六维空间敏感模型,通过创建标准位姿运动轨迹库,实现六维空间敏感模型的参数识别,建立倾角传感器六维空间的动态校准方法,获取传感器实际测量环境的响应特性,保证倾角测量系统的有效性和可靠性,满足各工程应用领域对高性能倾角传感器的迫切需求。

项目摘要

动态倾角传感器由三轴向加速度计和三轴向陀螺仪组成,通过数据融合算法实时输出动态倾角。本项目围绕倾角传感器的动态校准问题,对多自由度运动轨迹控制和基于空间运动轨迹的动态校准方法进行了深入研究。提出多点激励正弦运动轨迹控制方法,实现了各轴振动幅值和相位精确控制,建立了空间运动轨迹与各轴运动分量的函数映射关系。提出多点激励随机振动设置参考谱矩阵复相干系数的约束圆方法,明确复相干系数的取值范围,解决了参考谱矩阵正定性判断的缺点。提出加速度灵敏度矢量的椭圆运动轨迹测试方法,通过不同姿态和形状的椭圆运动轨迹实现校准,避免传感器重新安装引起的基座应力改变、重力对传感器机械部件的影响、降低校准效率等不足。提出倾角传感器基于Stewart平台的圆锥运动轨迹测试方法,通过圆锥运动轨迹和位置运动轨迹测,分别测试倾角传感器的动态跟踪特性和交叉耦合影响。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

路基土水分传感器室内标定方法与影响因素分析

路基土水分传感器室内标定方法与影响因素分析

DOI:10.14188/j.1671-8844.2019-03-007
发表时间:2019
2

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

DOI:10.17521/cjpe.2019.0351
发表时间:2020
3

论大数据环境对情报学发展的影响

论大数据环境对情报学发展的影响

DOI:
发表时间:2017
4

内点最大化与冗余点控制的小型无人机遥感图像配准

内点最大化与冗余点控制的小型无人机遥感图像配准

DOI:10.11834/jrs.20209060
发表时间:2020
5

中国参与全球价值链的环境效应分析

中国参与全球价值链的环境效应分析

DOI:10.12062/cpre.20181019
发表时间:2019

刘志华的其他基金

批准号:31271521
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:31870627
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:10901019
批准年份:2009
资助金额:16.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81673243
批准年份:2016
资助金额:45.00
项目类别:面上项目
批准号:51209213
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81370480
批准年份:2013
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:61501168
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41301316
批准年份:2013
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11471044
批准年份:2014
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:81670480
批准年份:2016
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:31170601
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:11871007
批准年份:2018
资助金额:53.00
项目类别:面上项目
批准号:31470517
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:81100255
批准年份:2011
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31100345
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31730028
批准年份:2017
资助金额:317.00
项目类别:重点项目
批准号:10526007
批准年份:2005
资助金额:3.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:31471337
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

基于并联六自由度电液伺服机构的广义加载理论和实践

批准号:50375139
批准年份:2003
负责人:王宣银
学科分类:E0502
资助金额:24.00
项目类别:面上项目
2

基于18自由度冗余并联机构的高速列车转向架动态模拟方法研究

批准号:51575232
批准年份:2015
负责人:刘玉梅
学科分类:E0511
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
3

电液伺服并联六自由度机构刚柔耦合建模与控制研究

批准号:51105389
批准年份:2011
负责人:皮阳军
学科分类:E0502
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
4

非对称式六自由度并联机器人机构奇异位形的研究

批准号:50905075
批准年份:2009
负责人:曹毅
学科分类:E0501
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目