三浮陀螺仪径向有源磁悬浮位置检测建模与优化设计

作者：吴辽; 杨孟兴^*; 王卿; 樊理; 申志刚

来源：中国惯性技术学报, 2018, 26(06): 812-816.

DOI：10.13695/j.cnki.12-1222/o3.2018.06.018

• 三浮陀螺仪
• 有源磁悬浮
• 位置检测模型
• 优化设计

针对三浮陀螺仪有源磁悬浮系统位置检测精度低,制约了陀螺浮子高精度悬浮目标的实现,陀螺精度的进一步提升受到了限制这一问题,结合陀螺磁悬浮的应用环境和结构特点,建立了八极式外转子径向磁悬浮元件的位置检测数学模型。基于该模型对元件设计的核心参数绕组匝数、定子外径、零位气隙等进行了优化,使元件在-15～15?m区间内位置检测灵敏度提高了23%,非线性误差降低16%。在此基础上对有源磁悬浮的控制算法进行了调整。仿真与实验结果表明优化后径向磁悬浮输出力学性能有所提升,在输出轴向上和马达轴向上两种姿态下陀螺固定位置漂移平均减小30%～50%,提出的建模与优化设计方法有效地提高了三浮陀螺精度。