CN109357613A - 磁悬浮平面电机动子悬浮高度测量系统的电涡流切换算法 - Google Patents

磁悬浮平面电机动子悬浮高度测量系统的电涡流切换算法 Download PDF

Info

Publication number
CN109357613A
CN109357613A CN201811572522.3A CN201811572522A CN109357613A CN 109357613 A CN109357613 A CN 109357613A CN 201811572522 A CN201811572522 A CN 201811572522A CN 109357613 A CN109357613 A CN 109357613A
Authority
CN
China
Prior art keywords
current vortex
direction current
sensor
vortex sensor
group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811572522.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109357613B (zh
Inventor
杨开明
朱煜
孙浩博
成荣
张鸣
李鑫
王磊杰
李晓通
陈海宁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsinghua University
U Precision Tech Co Ltd
Original Assignee
Tsinghua University
U Precision Tech Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsinghua University, U Precision Tech Co Ltd filed Critical Tsinghua University
Priority to CN201811572522.3A priority Critical patent/CN109357613B/zh
Publication of CN109357613A publication Critical patent/CN109357613A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109357613B publication Critical patent/CN109357613B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/02—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B7/06—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness
    • G01B7/10—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness using magnetic means, e.g. by measuring change of reluctance
    • G01B7/102—Height gauges

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Linear Motors (AREA)

Abstract

本发明提供了一种磁悬浮平面电机动子悬浮高度测量系统的电涡流切换算法，该测量系统包括八个Z向电涡流传感器，八个Z向电涡流传感器平均分为四组，每组设定一个主传感器和一个辅传感器；该算法对磁钢表面散热孔进行分区；将各个Z向电涡流传感器等效到第一个分区内；若主传感器的靶区与散热孔重合，则选取补偿后的辅传感器读数，否则选取主传感器的读数；将四组传感器在不同伺服周期中选出的读数组成的信号分别进行低通滤波处理，得到四组Z向电涡流传感器测量的动子悬浮高度信号；将四组信号取平均得到最终的动子悬浮高度信号。本发明能够减小传感器切换过程中产生的测量值跳变，实现动圈式磁悬浮平面电机动子悬浮高度的精确测量。

Description

磁悬浮平面电机动子悬浮高度测量系统的电涡流切换算法
技术领域
本发明涉及半导体装备技术领域，更为具体地，涉及一种磁悬浮平面电机动子悬浮高度测量系统的电涡流切换算法。
背景技术
平面电机直接利用电磁能产生二维平面运动，具有高精度、出力密度高、反应快等特点，因而在半导体、液晶屏幕等二维加工领域中有着重要的应用前景。与其它平面电机相比，磁悬浮平面电机更易于控制，定子表面加工要求也较低，因此逐渐受到人们的关注。
在动圈式磁悬浮平面电机中，为了实现动子的悬浮和运动，需要对动子的线圈通电，因而会有较多的热量产生。为了更好地散热，通常在磁钢阵列的表面加工一些散热孔。然而由于测量动子悬浮高度的向电涡流传感器以磁钢阵列的上表面为靶面，因此散热孔的存在会对向电涡流传感器的测量产生干扰，从而造成平面电机动子悬浮高度的测量误差。
申请号为201710213921.X的中国专利公开了一种大面积磁浮平面电机动子的三自由度，在测量动子悬浮高度时，每个测量点采用X坐标相同的两个相邻电涡流传感器进行测量，相邻电涡流传感器之间的距离最多只有一个电涡流传感器的靶区与散热孔产生重合，并通过提出的电涡流切换算法在两个电涡流传感器的读数中选出合适的一组，但是该电涡流切换算法没有考虑到电涡流传感器在切换过程中产生的测量值跳变，因而影响磁悬浮平面电机动子悬浮高度的精确测量。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种基于动圈式磁悬浮平面电机动子悬浮高度测量系统的电涡流切换算法，以减小Z向电涡流传感器在切换过程中产生的测量值跳变，实现动圈式磁悬浮平面电机动子悬浮高度的精确测量。
为了实现上述目的，本发明通过以下的技术方案来实现的：
一种磁悬浮平面电机动子悬浮高度测量系统的电涡流切换算法，其中，所述测量系统包括第一Z向电涡流传感器、第二Z向电涡流传感器、第三Z向电涡流传感器、第四Z向电涡流传感器、第五Z向电涡流传感器、第六Z向电涡流传感器、第七Z向电涡流传感器、第八Z向电涡流传感器、第一Y向电涡流传感器和第二Y向电涡流传感器、X向容栅尺和Y向光栅尺；
建立平面电机定子上的固定坐标系O-XYZ，固定坐标系O-XYZ中X轴和Y轴分别沿着定子垂直的两边，Z轴垂直于定子上表面向上，原点O位于定子上表面X方向和Y方向坐标均最小的散热孔中心；
所述八个Z向电涡流传感器均安装于磁浮平面电机动子下表面，靶面均为磁悬浮平面电机定子上表面，用于测量平面电机动子Z方向的悬浮高度，其中处于第一Z向电涡流传感器、第二Z向电涡流传感器、第三Z向电涡流传感器以及第四Z向电涡流传感器处于同一X坐标线上，为第一组；第五Z向电涡流传感器、第六Z向电涡流传感器、第七Z向电涡流传感器以及第八Z向电涡流传感器处于同一X坐标线上，为第二组；在各组中，位置相邻的两个Z向电涡流传感器为一个小组，即第一Z向电涡流传感器和第二Z向电涡流传感器为第一小组，第三Z向电涡流传感器和第四Z向电涡流传感器为第二小组，第五Z向电涡流传感器和第六Z向电涡流传感器为第三小组，第七Z向电涡流传感器和第八Z向电涡流传感器为第四小组，每个小组中的两个Z向电涡流传感器之间的距离相同，且保证两个Z向电涡流传感器之中最多只有一个Z向电涡流传感器的靶区与散热孔产生重合；
第一Y向电涡流传感器和第二Y向电涡流传感器均安装于磁悬浮平面电机动子的侧面，位于同一Y坐标线上，靶面均为线缆台的侧面，两个传感器的平均值为平面电机动子相对于线缆台在Y方向的坐标。
X向容栅尺的读数头安装于动子侧面，标尺贴于线缆台上靠近平面电机动子的侧面上，用于测量平面电机动子在X方向的运动。
Y向光栅尺的读数头安装于线缆台上，标尺贴于平面电机定子侧面，用于测量平面电机动子在Y方向的运动；
基于上述测量系统的所述电涡流切换算法包括如下步骤：
1)根据磁钢表面工艺孔呈周期性分布的特点，对磁钢上表面沿X方向和Y方向进行分区处理，以原点O为初始位置，以相邻的两个散热孔的间距为周期，对X方向和Y方向进行分区，并规定零点所在的分区为第一分区，每个分区之间散热孔的排布完全相同；
2)将第一Y向电涡流传感器和第二Y向电涡流传感器在当前伺服周期内的读数求平均，再加上Y向光栅尺在当前伺服周期内的读数，得到平面电机动子在固定坐标系O-XYZ中Y方向的坐标，记为y0；将X向容栅尺在当前伺服周期内的读数作为平面电机动子在固定坐标系O-XYZ中X方向的坐标，记为x0；根据八个Z向电涡流传感器在平面电机动子上的安装位置，确定八个Z向电涡流传感器在固定坐标系O-XYZ中的坐标(xi,yi)，其中i＝1,2,…,8；
3)将八个Z向电涡流传感器在固定坐标系O-XYZ中的X方向和Y方向的坐标平移变换到第一分区进行处理：Xi＝xi％PX，Yi＝yi％PY，其中i＝1,2,…,8，且PX和PY分别为磁浮平面电机定子上表面散热孔在X方向和Y方向的间距；
4)假定当前伺服周期序号为N，针对第一小组Z向电涡流传感器，设定一个主传感器和一个辅传感器，针对主传感器的变换坐标(X1,Y1)，判断如下五个条件是否同时成立：(X1-PX)2+Y1 2>D2、(X1-PX)2+(Y1-PY)2>D2和(X1-PX/2)2+(Y1-PY/2)2>D2，其中D是Z向电涡流传感器靶区和散热孔的半径之和；
5)判断步骤4中的五个条件是否同时成立，如果同时成立则选择当前伺服周期中主传感器的读数H1(N)，作为当前伺服周期中动子在第一组Z向电涡流传感器所在位置的悬浮高度，即h1(N)＝H1(N)；如果不同时成立，则对上一个伺服周期中两传感器的读数值作差：Error(N)＝H1(N-1)-H2(N-1)，其中H1(N-1)为上一个伺服周期中主传感器的读数、H2(N-1)为上一个伺服周期中辅传感器的读数，Error(N)表征两个电涡流传感器安装的零位误差和磁钢面的平面度误差之和，将其作为补偿值再加上当前伺服周期中辅传感器的读数H2(N)，作为当前伺服周期中动子在第一小组Z向电涡流传感器所在位置的悬浮高度，即h1(N)＝Error(N)+H2(N)。对第二小组、第三小组和第四小组Z向电涡流传感器做类似处理，得出当前伺服周期中动子在该组Z向电涡流传感器所在位置的悬浮高度，依次记为h2(N)、h3(N)和h4(N)；
6)四组Z向电涡流传感器在不同伺服周期中得到的悬浮高度读数组成了四组在相应位置上动子的悬浮高度随时间变化的信号h1(n)、h2(n)、h3(n)和h4(n)，n＝1,2,…，对四组信号进行低通滤波处理，依次得到四组动子悬浮高度信号f1(n)、f2(n)、f3(n)和f4(n)，n＝1,2,…；再对低通滤波处理后得到的四组信号求平均值，即h(n)＝(f1(n)+f2(n)+f3(n)+f4(n))/4，n＝1,2,…，则h(n)为平面电机动子在定子上方的悬浮高度随时间变化的信号。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明所采用的测量系统利用两个Z向电涡流传感器为一组来测量同一个位置的平面电机动子悬浮高度，若主传感器靶区与散热孔不重合则选取主传感器读数作为动子在该位置悬浮高度的测量值，若主传感器靶区与散热孔重合，则先选取辅传感器的读数，并对其进行补偿处理，将结果作为动子在该位置悬浮高度的测量值，该算法既排除了散热孔对悬浮高度测量的影响，又减小了传感器切换过程中产生的测量值跳变，实现了动圈式磁悬浮平面电机动子悬浮高度的精确测量。
为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。
附图说明
通过参考以下结合附图的说明内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：
图1是本发明所采用的测量系统示意图(俯视图)；
图2是本发明的电涡流切换算法流程框图。
图中：1-第一Z向电涡流传感器；2-第二Z向电涡流传感器；3-第三Z向电涡流传感器；4-第四Z向电涡流传感器；5-第五Z向电涡流传感器；6-第六Z向电涡流传感器；7-第七Z向电涡流传感器；8-第八Z向电涡流传感器；
9-第一Y向电涡流传感器；10-第二Y向电涡流传感器；11-向的容栅尺；12-向的光栅尺；
13-定子；14-平面电机动子；15-散热孔；16-最小重复单元；17-线缆；18-线缆台。
在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。
由于散热孔的存在会对Z向电涡流传感器的测量产生干扰，为了排除散热孔对Z向电涡流传感器测量的影响，在测量动子悬浮高度时，对每个测量点用两个相邻的Z向电涡流传感器进行测量，通过对相邻的Z向电涡流传感器间距的选择，可以保证至少有一个Z向电涡流传感器能够准确地测量动子悬浮高度。若主传感器靶区与散热孔不重合，则选取主传感器读数作为动子在该位置悬浮高度的测量值，若主传感器靶区与散热孔重合，则先选取辅传感器的读数，并对其进行补偿处理，将结果作为动子在该位置悬浮高度的测量值，即可以实现磁悬浮平面电机动子悬浮高度的精确测量。
见图1，一种磁悬浮平面电机动子悬浮高度测量系统的电涡流切换算法，其中，测量系统包括第一Z向电涡流传感器1、第二Z向电涡流传感器2、第三Z向电涡流传感器3、第四Z向电涡流传感器4、第五Z向电涡流传感器5、第六Z向电涡流传感器6、第七Z向电涡流传感器7、第八Z向电涡流传感器8、第一Y向电涡流传感器9和第二Y向电涡流传感器10、X向容栅尺11和Y向光栅尺12；
建立平面电机定子上的固定坐标系O-XYZ，固定坐标系O-XYZ中X轴和Y轴分别沿着定子13垂直的两边，Z轴垂直于定子13上表面向上，原点O位于定子上表面X方向和Y方向坐标均最小的散热孔15中心；
八个Z向电涡流传感器均安装于磁浮平面电机动子14下表面，靶面均为磁悬浮平面电机定子13上表面，用于测量平面电机动子14Z方向的悬浮高度，其中处于第一Z向电涡流传感器1、第二Z向电涡流传感器2、第三Z向电涡流传感器3以及第四Z向电涡流传感器4处于同一X坐标线上，为第一组；第五Z向电涡流传感器5、第六Z向电涡流传感器6、第七Z向电涡流传感器7以及第八Z向电涡流传感器8处于同一X坐标线上，为第二组；；在各组中，位置相邻的两个Z向电涡流传感器为一个小组，即第一Z向电涡流传感器1和第二Z向电涡流传感器2为第一小组，第三Z向电涡流传感器3和第四Z向电涡流传感器4为第二小组，第五Z向电涡流传感器5和第六Z向电涡流传感器6为第三小组，第七Z向电涡流传感器7和第八Z向电涡流传感器8为第四小组，每个小组中的两个Z向电涡流传感器之间的距离相同，且保证两个Z向电涡流传感器之中最多只有一个Z向电涡流传感器的靶区与散热孔产生重合；
第一Y向电涡流传感器9和所述第二Y向电涡流传感器10均安装于磁悬浮平面电机动子14侧面，位于同一Y坐标线上，靶面均为线缆台18的侧面，两个传感器的平均值为平面电机动子相对于线缆台18在Y方向的坐标。
X向容栅尺11的读数头安装于平面电机动子14的侧面，标尺贴于线缆台18上靠近动子的侧面上，用于测量平面电机动子14在X方向的运动。
Y向光栅尺12的读数头安装于线缆台18上，标尺贴于平面电机定子13的侧面，用于测量平面电机动子14在Y方向的运动；
见图2，基于上述测量系统的电涡流切换算法包括如下步骤：
1)根据磁钢表面工艺孔呈周期性分布的特点，对磁钢上表面沿X方向和Y方向进行分区处理，以原点O为初始位置，以相邻的两个散热孔的间距为周期，对X方向和Y方向进行分区，并规定零点所在的分区为第一分区，每个分区之间散热孔的排布完全相同；
2)将第一Y向电涡流传感器(9)和第二Y向电涡流传感器(10)在当前伺服周期内的读数求平均，再加上Y向光栅尺(12)在当前伺服周期内的读数，得到平面电机动子在固定坐标系O-XYZ中Y方向的坐标，记为y0；将X向容栅尺(11)在当前伺服周期内的读数作为平面电机动子在固定坐标系O-XYZ中X方向的坐标，记为x0；根据八个Z向电涡流传感器在平面电机动子上的安装位置，确定八个Z向电涡流传感器在固定坐标系O-XYZ中的坐标(xi,yi)，其中i＝1,2,…,8；
3)将八个Z向电涡流传感器在固定坐标系O-XYZ中的X方向和Y方向的坐标平移变换到第一分区进行处理：Xi＝xi％PX，Yi＝yi％PY，其中i＝1,2,…,8，且PX和PY分别为磁浮平面电机定子上表面散热孔在X方向和Y方向的间距；
4)假定当前伺服周期序号为N，针对第一小组Z向电涡流传感器，设定一个主传感器(1)和一个辅传感器(2)，针对主传感器(1)的变换坐标(X1,Y1)，判断如下五个条件是否同时成立：(X1-PX)2+Y1 2>D2、(X1-PX)2+(Y1-PY)2>D2和(X1-PX/2)2+(Y1-PY/2)2>D2，其中D是Z向电涡流传感器靶区和散热孔的半径之和；
5)判断步骤4中的五个条件是否同时成立，如果同时成立则选择当前伺服周期中主传感器的读数H1(N)，作为当前伺服周期中动子在第一组Z向电涡流传感器所在位置的悬浮高度，即h1(N)＝H1(N)；如果不同时成立，则对上一个伺服周期中两传感器的读数值作差：Error(N)＝H1(N-1)-H2(N-1)，其中H1(N-1)为上一个伺服周期中主传感器的读数、H2(N-1)为上一个伺服周期中辅传感器的读数，Error(N)表征两个电涡流传感器安装的零位误差和磁钢面的平面度误差之和，将其作为补偿值再加上当前伺服周期中辅传感器的读数H2(N)，作为当前伺服周期中动子在第一小组Z向电涡流传感器所在位置的悬浮高度，即h1(N)＝Error(N)+H2(N)。对第二小组、第三小组和第四小组Z向电涡流传感器做类似处理，得出当前伺服周期中动子在该组Z向电涡流传感器所在位置的悬浮高度，依次记为h2(N)、h3(N)和h4(N)；
6)四组Z向电涡流传感器在不同伺服周期中得到的悬浮高度读数组成了四组在相应位置上动子的悬浮高度随时间变化的信号h1(n)、h2(n)、h3(n)和h4(n)，n＝1,2,…，对四组信号进行低通滤波处理，依次得到四组动子悬浮高度信号f1(n)、f2(n)、f3(n)和f4(n)，n＝1,2,…；再对低通滤波处理后得到的四组信号求平均值，即h(n)＝(f1(n)+f2(n)+f3(n)+f4(n))/4，n＝1,2,…，则h(n)为平面电机动子在定子上方的悬浮高度随时间变化的信号。
如上参照附图以示例的方式描述根据本发明的磁悬浮平面电机动子悬浮高度测量系统的电涡流切换算法。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的磁悬浮平面电机动子悬浮高度测量系统的电涡流切换算法，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (1)

1.一种磁悬浮平面电机动子悬浮高度测量系统的电涡流切换算法，其中，所述测量系统包括第一Z向电涡流传感器(1)、第二Z向电涡流传感器(2)、第三Z向电涡流传感器(3)、第四Z向电涡流传感器(4)、第五Z向电涡流传感器(5)、第六Z向电涡流传感器(6)、第七Z向电涡流传感器(7)、第八Z向电涡流传感器(8)、第一Y向电涡流传感器(9)和第二Y向电涡流传感器(10)、X向容栅尺(11)和Y向光栅尺(12)；
建立平面电机定子上的固定坐标系O-XYZ，固定坐标系O-XYZ中X轴和Y轴分别沿着定子(13)垂直的两边，Z轴垂直于所述定子(13)上表面向上，原点O位于定子上表面X方向和Y方向坐标均最小的散热孔(15)中心；
所述八个Z向电涡流传感器均安装于磁浮平面电机动子(14)下表面，靶面均为所述定子(13)上表面，用于测量所述平面电机动子(14)Z方向的悬浮高度，其中所述第一Z向电涡流传感器(1)、所述第二Z向电涡流传感器(2)、所述第三Z向电涡流传感器(3)以及所述第四Z向电涡流传感器(4)处于同一X坐标线上，为第一组；所述第五Z向电涡流传感器(5)、所述第六Z向电涡流传感器(6)、所述第七Z向电涡流传感器(7)以及所述第八Z向电涡流传感器(8)处于同一X坐标线上，为第二组；在各组中，位置相邻的两个Z向电涡流传感器为一个小组，即所述第一Z向电涡流传感器(1)和所述第二Z向电涡流传感器(2)为第一小组，所述第三Z向电涡流传感器(3)和第四Z向电涡流传感器(4)为第二小组，所述第五Z向电涡流传感器(5)和所述第六Z向电涡流传感器(6)为第三小组，所述第七Z向电涡流传感器(7)和所述第八Z向电涡流传感器(8)为第四小组，每个小组中的两个Z向电涡流传感器之间的距离相同，且保证每个小组中的两个Z向电涡流传感器之中最多只有一个Z向电涡流传感器的靶区与散热孔产生重合；
所述第一Y向电涡流传感器(9)和所述第二Y向电涡流传感器(10)均安装于所述平面电机动子(14)侧面，位于同一Y坐标线上，靶面均为线缆台(18)侧面，两个传感器的平均值为平面电机动子相对于所述线缆台(18)在Y方向的坐标。
所述X向容栅尺(11)的读数头安装于所述的平面电机动子(14)的侧面，标尺贴于所述线缆台(18)上靠近所述平面电机动子(14)的侧面上，用于测量所述平面电机动子(14)在X方向的运动。
所述Y向光栅尺(12)的读数头安装于所述线缆台(18)上，标尺贴于所述定子(13)的侧面，用于测量所述平面电机动子(14)在Y方向的运动；
其特征在于，基于上述测量系统的电涡流切换算法包括如下步骤：
1)根据磁钢表面工艺孔呈周期性分布的特点，对磁钢上表面沿X方向和Y方向进行分区处理，以原点O为初始位置，以相邻的两个散热孔的间距为周期，对X方向和Y方向进行分区，并规定零点所在的分区为第一分区，每个分区之间散热孔的排布完全相同；
2)将所述第一Y向电涡流传感器(9)和所述第二Y向电涡流传感器(10)在当前伺服周期内的读数求平均，再加上所述Y向光栅尺(12)在当前伺服周期内的读数，得到平面电机动子在固定坐标系O-XYZ中Y方向的坐标，记为y0；将所述X向容栅尺(11)在当前伺服周期内的读数作为平面电机动子在固定坐标系O-XYZ中X方向的坐标，记为x0；根据八个Z向电涡流传感器在平面电机动子上的安装位置，确定八个Z向电涡流传感器在固定坐标系O-XYZ中的坐标(xi,yi)，其中i＝1,2,…,8；
3)将八个Z向电涡流传感器在固定坐标系O-XYZ中的X方向和Y方向的坐标平移变换到第一分区进行处理：Xi＝xi％PX，Yi＝yi％PY，其中i＝1,2,…,8，且PX和PY分别为磁浮平面电机定子上表面散热孔在X方向和Y方向的间距；
4)假定当前伺服周期序号为N，针对第一小组Z向电涡流传感器，设定一个主传感器和一个辅传感器，针对主传感器的变换坐标(X1,Y1)，判断如下五个条件是否同时成立：(X1-PX)2+Y1 2>D2、(X1-PX)2+(Y1-PY)2>D2和(X1-PX/2)2+(Y1-PY/2)2>D2，其中D是Z向电涡流传感器靶区和散热孔的半径之和；
5)判断步骤4中的五个条件是否同时成立，如果同时成立则选择当前伺服周期中主传感器的读数H1(N)，作为当前伺服周期中动子在第一组Z向电涡流传感器所在位置的悬浮高度，即h1(N)＝H1(N)；如果不同时成立，则对上一个伺服周期中两传感器的读数值作差：Error(N)＝H1(N-1)-H2(N-1)，其中H1(N-1)为上一个伺服周期中主传感器的读数、H2(N-1)为上一个伺服周期中辅传感器的读数，Error(N)表征两个电涡流传感器安装的零位误差和磁钢面的平面度误差之和，将其作为补偿值再加上当前伺服周期中辅传感器的读数H2(N)，作为当前伺服周期中动子在第一小组Z向电涡流传感器所在位置的悬浮高度，即h1(N)＝Error(N)+H2(N)。对第二小组、第三小组和第四小组Z向电涡流传感器做类似处理，得出当前伺服周期中动子在该组Z向电涡流传感器所在位置的悬浮高度，依次记为h2(N)、h3(N)和h4(N)；
6)四组Z向电涡流传感器在不同伺服周期中得到的悬浮高度读数组成了四组在相应位置上动子的悬浮高度随时间变化的信号h1(n)、h2(n)、h3(n)和h4(n)，n＝1,2,…，对四组信号进行低通滤波处理，依次得到四组动子悬浮高度信号f1(n)、f2(n)、f3(n)和f4(n)，n＝1,2,…；再对低通滤波处理后得到的四组信号求平均值，即h(n)＝(f1(n)+f2(n)+f3(n)+f4(n))/4，n＝1,2,…，则h(n)为平面电机动子在定子上方的悬浮高度随时间变化的信号。
CN201811572522.3A 2018-12-21 2018-12-21 磁悬浮平面电机动子悬浮高度测量系统的电涡流切换算法 Active CN109357613B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811572522.3A CN109357613B (zh) 2018-12-21 2018-12-21 磁悬浮平面电机动子悬浮高度测量系统的电涡流切换算法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811572522.3A CN109357613B (zh) 2018-12-21 2018-12-21 磁悬浮平面电机动子悬浮高度测量系统的电涡流切换算法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109357613A true CN109357613A (zh) 2019-02-19
CN109357613B CN109357613B (zh) 2020-04-17

Family

ID=65329186

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811572522.3A Active CN109357613B (zh) 2018-12-21 2018-12-21 磁悬浮平面电机动子悬浮高度测量系统的电涡流切换算法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109357613B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110440670A (zh) * 2019-08-15 2019-11-12 中海石油深海开发有限公司 一种采油树升高自动监测装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101834550A (zh) * 2010-04-27 2010-09-15 西安交通大学 基于磁悬浮平面电机的定位装置
CN107024170A (zh) * 2017-04-01 2017-08-08 清华大学 一种磁悬浮平面电机动子悬浮高度测量系统及方法
CN107063064A (zh) * 2017-04-01 2017-08-18 清华大学 一种大面积磁浮平面电机动子的三自由度位置测量方法
JP2018084479A (ja) * 2016-11-24 2018-05-31 住重アテックス株式会社 渦流探傷検査のための高所測定治具、渦流探傷検査装置、および渦流探傷検査方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101834550A (zh) * 2010-04-27 2010-09-15 西安交通大学 基于磁悬浮平面电机的定位装置
JP2018084479A (ja) * 2016-11-24 2018-05-31 住重アテックス株式会社 渦流探傷検査のための高所測定治具、渦流探傷検査装置、および渦流探傷検査方法
CN107024170A (zh) * 2017-04-01 2017-08-08 清华大学 一种磁悬浮平面电机动子悬浮高度测量系统及方法
CN107063064A (zh) * 2017-04-01 2017-08-18 清华大学 一种大面积磁浮平面电机动子的三自由度位置测量方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ANLIN CHEN等: "A Whole Space Harmonic Force Model for the Disk Electrodynamic Suspension Device Utilizing Magnetic Vector Potential", 《IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS》 *
蒋毅等: "超精密六自由度微动台耦合动力学建模及分析", 《中国电机工程学报》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110440670A (zh) * 2019-08-15 2019-11-12 中海石油深海开发有限公司 一种采油树升高自动监测装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN109357613B (zh) 2020-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10575738B2 (en) Magnetic field measurement apparatus and method for noise environment
US9921495B2 (en) Magnetic sensor calibration and servo for planar motor stage
CN107063064B (zh) 一种大面积磁浮平面电机动子的三自由度位置测量方法
US8319491B2 (en) System including circuit that determines calibration values
CN109639197B (zh) 基于光刻机磁悬浮平面电机运动系统的线圈电流切换算法
US9893596B2 (en) Magnetic alignment system and alignment method therefor
CN109357613A (zh) 磁悬浮平面电机动子悬浮高度测量系统的电涡流切换算法
CN107024170B (zh) 一种磁悬浮平面电机动子悬浮高度测量系统及方法
Wu et al. A novel two-dimensional sensor with inductive spiral coils
Rahimi et al. Improving measurement accuracy of position sensitive detector (PSD) for a new scanning PSD microscopy system
CN109357614A (zh) 光刻机平面电机动子悬浮高度测量系统的电涡流切换算法
CN105910537A (zh) 一种新型对称式小量程位移传感器及测量方法
JP6418132B2 (ja) 電気機器の騒音測定方法及び騒音測定装置
CN112003501B (zh) 干扰磁场下电机正弦误差的出力补偿方法及装置
CN111077344B (zh) 一种加速度传感器
Gloess Mag-6D a new mechatronics design of a levitation stage with nanometer resolution
JP2015194488A (ja) 位置検出装置
CN205808349U (zh) 一种新型对称式小量程位移传感器
CN114370812B (zh) 一种y型磁浮平面电机动子的三自由度位置测量装置及方法
JP3121138B2 (ja) 変位検出器
Luo et al. Enhancing measurement accuracy of position sensitive detector (PSD) systems using the Kalman filter and distortion rectifying
Seidler et al. Sensors for waveform control in a Lorentz force based actuator system for turbulence research
Nguyen A multi-axis compact positioner with a 6-coil platen moving over a superimposed Halbach magnet matrix
CN109728752B (zh) 一种磁对准方法及一种磁浮电机
JP2024068067A (ja) 磁気顕微鏡

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant