清华大学学报(自然科学版)

作者：鄢博, 胡金春, 朱煜, 文庭瑞, 徐登峰

单位：清华大学 机械工程系, 精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室, 北京 100084

关键词：多自由度永磁电机,磁传感器,精密位姿测量,模型参数标定

基金：国家自然科学基金面上项目(51175296,51677104)

精密位姿测量是多自由度电机实现精密运动控制的前提,现有的多自由度电机位姿测量方案多采用编码器、惯性测量单元等外部传感器,存在结构复杂、可靠性低等不足。该文提出一种基于冗余磁场信息的三自由度位姿测量方法,通过布置冗余磁传感器阵列检测电机自身转子永磁体所产生的磁场,并设计由所测磁感应强度信息快速解算电机多自由度位姿的测量算法和永磁体磁场模型参数的标定算法,实现电机位姿的实时精密测量。该方法基于电机自身磁场进行位姿测量,不易受外部环境如振动噪声、灰尘污染等影响,具备高精密性、高可靠性等特点,且永磁体磁场既为电机动力来源又为位姿测量基准,因此能够有效提高电机系统集成度与结构紧凑性。仿真和实验结果表明,该方法能够快速准确测量三自由度旋转电机位姿,三旋转轴位姿测量的均方根误差分别为0.031、0.025和0.056 rad。

来源：2024年第12期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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