典型形位误差对力矩电机转矩测量影响及补偿方法的研究

摘要

力矩电机作为新一代的机电一体化产品，被广泛应用于精密仪器、精密制造、光电探测、卫星遥感、太空探测等领域，当前信息化、工业化的步伐逐渐加快，在航空航天领域，力矩电机的转矩精度要求逐渐提高。只有对力矩电机的输出转矩进行精确测量，才能客观、公正、公平地反映力矩电机本身的性能，因此，针对力矩电机输出转矩的精密测量已成为当今研究的一个热点。然而在精密转矩测量系统中，典型形位误差对转矩测量结果的影响是一个不可忽视的因素，因此，消除典型形位误差对转矩测量结果的影响，提高转矩测量结果的准确性具有非常重要的意义。
　　本文从精确测量力矩电机的输出转矩出发，针对力矩电机定子与转子之间配合的轴向误差、转矩传动轴与力矩传感器测试轴的同轴度误差对转矩测量结果的影响进行了相关的研究，主要研究内容如下:
　　1、从力矩电机转矩产生的机理、转矩测量原理方面出发，得出影响力矩电机转矩和转矩测量结果的相关因素，分析分装式力矩电机定子与转子之间配合的轴向误差的来源和转矩传动轴与力矩传感器测试轴的同轴度误差的来源，以及它们对转矩测量结果的影响，制订这两种典型的形位误差对转矩测量结果的补偿方法。
　　2、针对力矩电机定子与转子之间配合的轴向误差、转矩传动轴与力矩传感器测试轴的同轴度误差的存在形式及特点，搭建转矩测量实验平台，进行力矩电机定子与转子之间的轴向误差、转矩传动轴与测试轴之间的同轴度误差对转矩测量结果影响的相关实验，并对实验数据采用一元线性回归分析的方法拟合两种典型的形位误差与转矩测量结果之间内在的数学表达式关系。
　　3、利用实验数据拟合的典型形位误差与转矩测量结果之间的数学关系，对两种典型形位误差时的转矩测量结果进行补偿，并阐述其重要意义。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题的研究背景及意义

1．2 国内外研究及发展现状

1．3 本论文的主要研究内容

第二章 力矩电机原理及转矩测量机理

2．1 力矩电机转矩产生机理

2．2 传递法转矩测量原理

2．2．1 转矩传动轴变形几何关系

2．2．2 应变片传感器的原理

2．3 转矩测量方案中的典型形位误差

2．3．1 定转子之间的轴向误差的产生机理及影响

2．3．2 转矩传动轴与测试轴的同轴度误差对转矩测量结果的影响

2．4 转矩测量结果补偿方法的构思

2．4．1 定转子轴向误差对转矩测量影响的补偿方法的构思

2．4．2 转矩传动轴与测试轴的同轴度误差对转矩测量补偿方案的构思

2．5 一元线性回归分析方法

2．6 本章小结

第三章 转矩测量实验平台设计与搭建

3．1 转矩测量实验平台构成

3．2 转矩传动轴的设计

3．3 联轴器的选型

3．4 转矩测量实验平台搭建

3．5 本章小结

第四章 转矩测量实验及补偿

4．1 引言

4．2 典型形位误差实验设计

4．2．1 定转子轴向误差对转矩测量结果影响的实验设计

4．2．2 同轴度误差对转矩测量结果影响的实验设计

4．3 实验数据处理方法

4．3．1 力矩电机定转子轴向误差的实验数据处理

4．3．2 转矩传动轴与力矩传感器测试轴的同轴度误差实验数据处理

4．4 实验验证

4．4．1 定转子轴向误差实验验证

4．4．2 转轴与测试轴的同轴度误差实验验证

4．5 转矩测量结果的补偿

4．5．1 定转子之间存在轴向误差时的转矩测量结果的补偿

4．5．2 转矩传动轴与测试轴存在轴向误差时的转矩测量结果的补偿

4．6 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 工作总结

5．2 展望及改进之处

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢