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时栅位移传感器动态误差预测及实时补偿方法

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对精密位移测量系统的动态误差进行补偿可提高系统的稳定性、精确性和鲁棒性,但补偿的实时性会影响补偿的有效性和准确性.为此,提出了一种通过预测动态误差实时补偿时栅位移传感器测量值的方法,并结合时栅角位移传感器进行分析.首先根据时栅角位移传感器特性,建立了动态误差数学模型,结合无迹卡尔曼滤波算法对动态误差进行预测以提高补偿的实时性,最后在仿真软件和搭建的时栅伺服电机测试平台上验证了该方法的可行性和有效性.在电机保持恒定转速5、50、200 r/min,加速度为12000 r/min2的匀加速和加速度在1000、5000、12000 r/min2中由低到高变化的加速条件下,传感器动态误差分别降低约54.89％、67.37％、80.13％、59.29％和47.09％.通过预测对动态误差进行实时补偿能显著提高传感器的动态测量精度,并且转速越高补偿效果越好,相较于传统的谐波补偿法具有更好的实时性.
Research on dynamic error prediction and real time compensation methods for time-grating displacement sensors

time-grating displacement sensordynamic errorerror predictionreal time compensationunscented kalman filtering

彭凯、李翼、樊星辰、于治成、蒲红吉

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重庆理工大学 机械检测与装备技术教育部工程研究中心,重庆 400054

通用技术集团国测时栅科技有限公司,重庆 401329

重庆市科学技术研究院,重庆 401121

时栅位移传感器 动态误差 误差预测 实时补偿 无迹卡尔曼滤波

国家自然科学基金重庆市教育委员会科学技术研究项目中国博士后科学基金

62103069KJQN2021011212021M693921

2023

10.3969/j.issn.1674-8425(z).2023.12.011

重庆理工大学学报
重庆理工大学

重庆理工大学学报

CSTPCD北大核心
影响因子：0.567
ISSN：1674-8425
年,卷(期)：2023.37(23)
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