CN117419887A - 用于风洞试验环境的abz型倾角传感器z信号干扰修正方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于风洞试验环境的ABZ型倾角传感器Z信号干扰修正方法，涉及风洞试验领域，当被测物体角度为连续变化，且在两个连续测量点在预定的间隔时间内，被测物体角度变化小于或等于测量分辨率时，将两个连续测量点的传感器脉冲输出值设定为相同，故采用前一时刻脉冲值Ⅰ替代受干扰时刻t输出的脉冲值Ⅱ，且t时刻后所有点输出脉冲值均叠加该差量，以完成对Z信号的干扰修正。本发明通过ABZ型倾角传感器Z信号的干扰进行修改，以得到被测物体角度为连续变化时的真实角度，相对于现有技术而言，其对周围电磁干扰环境要求降低，甚至不需考虑周围电磁场对ABZ型倾角传感器的Z信号干扰问题。

Description

用于风洞试验环境的ABZ型倾角传感器Z信号干扰修正方法
技术领域
本发明涉及风洞试验领域。更具体地说，本发明涉及一种用于风洞试验环境的ABZ型倾角传感器Z信号干扰修正方法。
背景技术
风洞试验现场存在复杂的强电磁干扰环境，传感器等弱电信号在该环境下容易受到电磁干扰，造成测量信号信噪比低、零位偏移等问题，影响测量结果准确性。ABZ型倾角传感器是风洞试验中一种常用的模型姿态角测量仪器，其供电电压一般在5V~12V之间，ABZ信号是增量编码器中最常用的输出格式之一，A通道表示在旋转方向上每转一周产生一个正脉冲，B通道表示在旋转方向上每转一周产生一个相位差90°的正脉冲，Z通道表示在旋转轴上每旋转一周产生一个单独的脉冲，Z可以理解成零位或者叫做零点。
倾角传感器的输出信号为整数脉冲值，倾角传感器每旋转360°输出脉冲值用n表示，被测物品初始时刻真实角度用A表示，此时倾角传感器输出脉冲值用a表示，被测物品当前时刻倾角传感器输出脉冲值用b表示，当前时刻被测物品真实角度用B表示。初始时刻A为已知，则当前时刻B可通过以下公式进行计算：
B=A+360÷n×（b-a）
当Z信号受到干扰时，倾角传感器会将当前时刻重新置为零点，此时倾角传感器输出脉冲值b变为0，导致真实角度B出现错误，形如图3、图4所示，其中图3为正常信号，图4为干扰后信号，而目前尚未有一种行之有效的倾角传感器Z信号干扰修正方法。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
为了实现本发明的这些目的和其它优点，提供了一种用于风洞试验环境的ABZ型倾角传感器Z信号干扰修正方法，其特征在于，当被测物体角度为连续变化，且在两个连续测量点在预定的间隔时间内，被测物体角度变化小于或等于测量分辨率时，将两个连续测量点的传感器脉冲输出值设定为相同，故采用前一时刻脉冲值Ⅰ替代受干扰时刻t输出的脉冲值Ⅱ，且t时刻后所有点输出脉冲值均叠加对应的差量，以完成对Z信号的干扰修正；
其中，所述差量为前一时刻的输出脉冲值Ⅰ与t时刻的脉冲值Ⅱ之间的差值。
优选的是，设被测物体以旋转速度V运动时，测量系统的采样率为f，被测物体在测量过程中Z信号共受到N次干扰，第i次受到干扰的时刻为Ti，且0≤i≤N；
当Ti时刻的倾角传感器输出脉冲值b=0，且Ti-1时刻Z信号未受干扰，则b=bTi-1；
当V≤360/n×f时，Z信号受干扰后的真实角度通过以下公式进行修正为：
Bt=A+360÷n×(bt+bTi-1+……+bT2-1+bT1-1-a)
其中：A为初始角度，n为倾角传感器每旋转360°的输出脉冲值，a为初始时刻倾角传感器的输出脉冲值，Bt为当前时刻真实角度，bt为当前时刻的输入脉冲值，bTi-1为第i次干扰前一时刻传感器输出脉冲值。
本发明至少包括以下有益效果：本发明通过ABZ型倾角传感器Z信号的干扰进行修改，以得到被测物体角度为连续变化时的真实角度，相对于现有技术而言，其对周围电磁干扰环境要求降低，甚至不需考虑周围电磁场对ABZ型倾角传感器的Z信号干扰问题，特别适用于电磁环境复杂，无法进行抗干扰处理或难以找出干扰源的环境。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明干扰修正后得到的被测物体角度值的示意图；
图2为干扰修正前得到的被测物体角度值的示意图；
图3为现有技术中正常信号的示意图；
图4为现有技术中受干扰信号的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本方法修正原理为：被测物品角度为连续变化，在两个连续测量点间隔时间内的角度变化小于等于测量分辨率时，认为两个连续测量点的传感器脉冲输出值相同，可将受干扰时刻的输出脉冲值用前一时刻脉冲值替代，该时刻后所有点输出脉冲值均叠加该差量，所述差量为前一时刻的输出脉冲值与t时刻的脉冲值之间的差值。
需要注意的是，一般使用倾角传感器时，为保证测量精度，都会使两个连续测量点间隔时间内的角度变化小于等于测量分辨率，因此误差不会超过测量分辨率。
具体修正方法为：
假设被测物体以旋转速度V运动，测量系统的采样率为f，被测物体在测量过程中Z信号共受到N次干扰，第i次（0≤i≤N）受到干扰的时刻为Ti。
Ti时刻的倾角传感器输出脉冲值b=0，Ti-1时刻Z信号未受干扰，倾角传感器输出脉冲值b=bTi-1。
当两个连续测量点间隔时间内的角度变化（V÷f）小于等于测量分辨率（360/n）时，
即：V≤360/n×f时，
第一次Z信号干扰修正后，受干扰时刻的真实角度为：
BT1= BT1-1= A+360÷n×（bT1-1-a）
第一次Z信号受干扰后其余时刻，被测物品的真实角度Bt为：
Bt=BT1+360÷n×bt= A+360÷n×（bt+bT1-1-a）；
第二次Z信号干扰修正后，受干扰时刻的真实角度为：
BT2= BT2-1= A+360÷n×（bT2-1+bT1-1-a）
第二次Z信号受干扰后其余时刻，被测物品的真实角度Bt为：
Bt=BT2+360÷n×bt= A+360÷n×（bt+bT2-1+bT1-1-a）；
……
第i次Z信号干扰修正后，受干扰时刻的真实角度为：
BTi= BTi-1= A+360÷n×（bTi-1+……+bT2-1+bT1-1-a）
第i次Z信号受干扰后其余时刻，被测物品的真实角度Bt为：
Bt=BTi+360÷n×bt= A+360÷n×（bt+bTi-1+……+bT2-1+bT1-1-a）；
最终得到Z信号受干扰后的真实角度修正公式为：
Bt=A+360÷n×(bt+bTi-1+……+bT2-1+bT1-1-a)；
其中：A为初始角度，n为倾角传感器每旋转360°输出脉冲值，a为初始时刻倾角传感器输出脉冲值，Bt为当前时刻真实角度，bt为当前时刻输入脉冲值，bTi-1为第i次干扰前一时刻传感器输出脉冲值。
本发明在实际应用时，图3示出了干扰修正前得到的被测物体角度值，图4示出了采用本发明修改方法对干扰修正后，得到的被测物体角度值，故本发明在应用时对周围电磁干扰环境要求降低，甚至不需考虑周围电磁场对ABZ型倾角传感器的Z信号干扰问题。特别适用于电磁环境复杂，无法进行抗干扰处理或难以找出干扰源的环境。
以上方案只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (2)

1.一种用于风洞试验环境的ABZ型倾角传感器Z信号干扰修正方法，其特征在于，当被测物体角度为连续变化，且在两个连续测量点在预定的间隔时间内，被测物体角度变化小于或等于测量分辨率时，将两个连续测量点的传感器脉冲输出值设定为相同，故采用前一时刻脉冲值Ⅰ替代受干扰时刻t输出的脉冲值Ⅱ，且t时刻后所有点输出脉冲值均叠加对应的差量，以完成对Z信号的干扰修正；
其中，所述差量为前一时刻的输出脉冲值Ⅰ与t时刻的脉冲值Ⅱ之间的差值。
2.如权利要求1所述的用于风洞试验环境的ABZ型倾角传感器Z信号干扰修正方法，其特征在于，设被测物体以旋转速度V运动时，测量系统的采样率为f，被测物体在测量过程中Z信号共受到N次干扰，第i次受到干扰的时刻为Ti，且0≤i≤N；
当Ti时刻的倾角传感器输出脉冲值b=0，且Ti-1时刻Z信号未受干扰，则b=bTi-1；
当V≤360/n×f时，Z信号受干扰后的真实角度通过以下公式进行修正为：
Bt=A+360÷n×(bt+b Ti-1+……+b T2-1+b T1-1-a)
其中：A为初始角度，n为倾角传感器每旋转360°的输出脉冲值，a为初始时刻倾角传感器的输出脉冲值，Bt为当前时刻真实角度，bt为当前时刻的输入脉冲值，b Ti-1为第i次干扰前一时刻传感器输出脉冲值。
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Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050164638A1 (en) * 2002-07-25 2005-07-28 Robert Bosch Gmbh Method for the filtering of noise from measured signals
US20070095135A1 (en) * 2005-10-31 2007-05-03 The Boeing Company Method for determining drag characteristics of aircraft and system for performing the method
CN101925800A (zh) * 2008-03-18 2010-12-22 三菱电机株式会社 旋转角度检测装置
CN102032866A (zh) * 2009-10-06 2011-04-27 株式会社捷太格特 旋转角检测装置和电动动力转向装置
CN102175416A (zh) * 2011-01-28 2011-09-07 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 风洞试验中模型姿态角测量的多相机动态标定方法
CN103454607A (zh) * 2012-05-29 2013-12-18 上海汽车集团股份有限公司 磁场传感器信号的校正方法和基于该方法的车辆导航系统
CN105046151A (zh) * 2015-07-06 2015-11-11 北京科技大学 一种旋转类设备的码盘防护装置及方法
DE102014114135A1 (de) * 2014-09-29 2016-03-31 Micronas Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung eines Winkel-Messsystems
CN109737990A (zh) * 2019-02-22 2019-05-10 中煤科工集团重庆研究院有限公司 强电磁环境下的抗干扰滤波算法
CN109831137A (zh) * 2019-01-24 2019-05-31 中国科学院电工研究所 永磁同步电机转子位置检测及初始位置标定方法
CN109945819A (zh) * 2019-04-08 2019-06-28 中国科学院电工研究所 一种永磁同步电机转子位置测量方法
CN110224652A (zh) * 2019-06-25 2019-09-10 深圳市海浦蒙特科技有限公司 基于增量式编码器校正转子磁极位置方法、系统及介质
CN111024128A (zh) * 2019-12-30 2020-04-17 哈尔滨工程大学 一种机载光电吊舱光轴稳定状态传递对准方法
CN112345199A (zh) * 2020-10-29 2021-02-09 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 一种暂冲式高速风洞迎角传感器振动影响修正方法
CN113639954A (zh) * 2021-10-18 2021-11-12 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 一种适用于1米量级高速风洞试验的模型倾角测量装置
CN116481433A (zh) * 2023-05-11 2023-07-25 珠海格力电器股份有限公司 确定电机位置的方法及装置、非易失性存储介质
CN116499696A (zh) * 2023-06-28 2023-07-28 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 一种提高风洞模型试验模型姿态角动态精度的方法

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050164638A1 (en) * 2002-07-25 2005-07-28 Robert Bosch Gmbh Method for the filtering of noise from measured signals
US20070095135A1 (en) * 2005-10-31 2007-05-03 The Boeing Company Method for determining drag characteristics of aircraft and system for performing the method
CN101925800A (zh) * 2008-03-18 2010-12-22 三菱电机株式会社 旋转角度检测装置
CN102032866A (zh) * 2009-10-06 2011-04-27 株式会社捷太格特 旋转角检测装置和电动动力转向装置
CN102175416A (zh) * 2011-01-28 2011-09-07 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 风洞试验中模型姿态角测量的多相机动态标定方法
CN103454607A (zh) * 2012-05-29 2013-12-18 上海汽车集团股份有限公司 磁场传感器信号的校正方法和基于该方法的车辆导航系统
DE102014114135A1 (de) * 2014-09-29 2016-03-31 Micronas Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung eines Winkel-Messsystems
CN105046151A (zh) * 2015-07-06 2015-11-11 北京科技大学 一种旋转类设备的码盘防护装置及方法
CN109831137A (zh) * 2019-01-24 2019-05-31 中国科学院电工研究所 永磁同步电机转子位置检测及初始位置标定方法
CN109737990A (zh) * 2019-02-22 2019-05-10 中煤科工集团重庆研究院有限公司 强电磁环境下的抗干扰滤波算法
CN109945819A (zh) * 2019-04-08 2019-06-28 中国科学院电工研究所 一种永磁同步电机转子位置测量方法
CN110224652A (zh) * 2019-06-25 2019-09-10 深圳市海浦蒙特科技有限公司 基于增量式编码器校正转子磁极位置方法、系统及介质
CN111024128A (zh) * 2019-12-30 2020-04-17 哈尔滨工程大学 一种机载光电吊舱光轴稳定状态传递对准方法
CN112345199A (zh) * 2020-10-29 2021-02-09 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 一种暂冲式高速风洞迎角传感器振动影响修正方法
CN113639954A (zh) * 2021-10-18 2021-11-12 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 一种适用于1米量级高速风洞试验的模型倾角测量装置
CN116481433A (zh) * 2023-05-11 2023-07-25 珠海格力电器股份有限公司 确定电机位置的方法及装置、非易失性存储介质
CN116499696A (zh) * 2023-06-28 2023-07-28 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 一种提高风洞模型试验模型姿态角动态精度的方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
于家斌 等: "增量式脉冲编码器Z脉冲校正与丢失检测算法", 《计算机仿真》, 27 March 2014 (2014-03-27), pages 284 - 287 *
张鹏;杨兴锐;严翔;殷造林;李燕君;: "基于BP神经网络的风洞传感器非线性误差修正方法", 兵工自动化, no. 03, 15 March 2016 (2016-03-15), pages 37 - 40 *
蔡华祥 等: "永磁同步电机带霍尔及增量式编码器的伺服控制", 《现代机械》, no. 4, 31 December 2018 (2018-12-31), pages 67 - 70 *

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