预紧式并联六维加速度传感器的解耦算法研究

• 作者: 严飞 吴洪涛 尤晶晶 李成刚 王进
• 来源期刊: 仪器仪表学报
• 学科: 工学
• 关键词: 六维加速度传感器 预紧 解耦 拓扑构型 截断误差
• 年，卷（期）: 2017,（5）
• 所属期刊栏目: 传感器技术
• 页码范围: 1216-1225
• 页数: 10页
• 分类号: TH825
• 字数: 6438字
• 语种: 中文

摘要

针对六维加速度传感器的解耦难度与构型复杂度存在矛盾的现状,给出了12支链预紧式并联六维加速度传感器的设计方案,并在四维位形空间内构建了解耦算法.通过重组输入量并联列求解正向动力学方程和力协调方程,剖析了输出量的构成成份.通过引入前置、后置矩阵以及"辅助角速度"的概念,将动力学方程转换成两组形式简单的一阶线性常微分方程,并运用梯形方法推导出关键特征量的显式递推公式.解耦算法与ADAMS仿真的相对误差为0.62%,且前者的计算效率更高;试验结果显示,实物样机在1 min内的测量误差为8.42%,验证了设计方案的可行性.通过在离散节点处进行Taylor展开,推导出局部截断误差的解析式,为解耦精度的提高提供了依据.进一步地,将解耦算法推广至更一般化的情形,通过引入两个关于向量独立元素的定理,证明出预紧式并联六维加速度传感器的最少支链数为7,对应拓扑构型的最少自由度为6.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	吴洪涛		241	1949	19.0	30.0
3	李成刚		53	384	11.0	18.0
5	尤晶晶	南京林业大学机械电子工程学院	28	71	5.0	7.0
13	严飞	北京航空航天大学经济管理学院	3	8	2.0	2.0
14	王进	南京林业大学机械电子工程学院	6	13	2.0	3.0