CN214149691U - 基于误差迭代收敛法的转动惯量误差检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了基于误差迭代收敛法的转动惯量误差检测装置，所述包括设置在机架上的测量平台，测量平台通过轴承支撑于机架上，测量平台的中心部连接有驱动轴，驱动轴远离测量平台一端套装有游动惯量盘，测量平台和游动惯量盘由驱动轴同轴驱动，驱动轴与驱动电机的输出轴为同一轴心，驱动轴外接连通外设控制器的转动惯量误差显示屏幕，被测对象置于测量平台的中心位置上，这种装置成本低、结构简单、操作容易。
Description
技术领域
本实用新型涉及测量转动惯量技术，具体是一种基于误差迭代收敛法的转动惯量误差检测装置。
背景技术
转动惯量是刚体绕轴转动时惯性(回转物体保持其匀速圆周运动或静止的特性)的量度，用字母J表示，其量值取决于物体的形状、质量分布及转轴的位置，在生产中需要尽量减少转动惯量误差以保证产品质量，现有技术对转动惯量误差测的装置结构复杂，操作繁琐检测效率低，检测精度不高。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术的不足，而提供一种基于误差迭代收敛法的转动惯量误差检测装置。这种装置成本低、结构简单、操作容易。
实现本实用新型目的的技术方案是：
一种基于误差迭代收敛法的转动惯量误差检测装置，包括设置在机架上的测量平台，测量平台通过轴承支撑于机架上，测量平台的中心部连接有驱动轴，驱动轴远离测量平台一端套装有游动惯量盘，测量平台和游动惯量盘由驱动轴同轴驱动，驱动轴与驱动电机的输出轴为同一轴心，驱动轴外接连通外设控制器的转动惯量误差显示屏幕，被测对象置于测量平台的中心位置上。
所述游动惯量盘包括惯量托盘，惯量托盘的盘面上设有呈径向对称的第一滑槽和第二滑槽，第一滑槽和第二滑槽中分别设有可滑动的第一惯量标准块和第二惯量标准块，第一惯量标准块和第二惯量标准块分别连接在惯量块双向调整螺杆的两端，第一惯量标准块和第二惯量标准块在第一滑槽和第二滑槽中呈轴对称滑动，惯量块双向调整螺杆连接惯量块游动电机的输出端，惯量块双向调整螺杆的轴向的几何中心线和惯量块游动电机的轴心线重和且与惯量托盘的中心和驱动轴的轴心垂直相交，惯量块游动电机为装配蓝牙控制的游动电机，可实现自行闭环控制。
用上述基于误差收敛迭代法的转动惯量误差检测装置的检测检测过程包括如下步骤：
1)在驱动电机转速从n1加速到n2时，控制系统完成自检工作，确保仪器工作正常；
2)在驱动电机转速加速达到n3直至加速到n4时，第一惯量标准块和第二惯量标准块依靠检测系统的游动电机驱动后滑动到r1位置，r1为第一惯量标准块和第二惯量标准块此刻质心到托盘中心的距离，第一次迭代时为r1'，第二次迭代时为r1′.′，以此类推，对应获得第一次转动惯量J′1，总转动惯量为：J2＝J1+J′1，其中，J1被测物体预估转动惯量， J′1为惯量测量系统标定惯量，第一次测量基准初始值时，含电机转子、驱动轴、测量平台、惯量托盘系统转动惯量，提前预设置J′1≈J1，角加速度为β2，第一次迭代设为β′2；
3)当驱动电机转速加速达到n5直至加速到n6时，此时第一惯量标准块和第二惯量标准块依靠检测系统的游动电机驱动后滑动到r2位置，r2第一惯量标准块和第二惯量标准块此刻质心到托盘中心的距离，第一次迭代为r′2，第二次迭代为
以此类推，获得第二个惯量J′2，J′2＝3J′1为测量系统惯量，需提前标定，含电机转子、驱动轴、测量平台、惯量托盘系统转动惯，此时J3＝J1+J′2，角加速度为β3，第一次迭代为β′3，其中： n1<n2<n3<n4<n5<n6；
4)设加速过程中驱动电机的转矩为T、系统摩擦阻力矩为M，选配游动电机，实现T-M 恒定不变，测前标定设为常数A，T-M＝J′1β1＝A， T-M＝(J1+J′1)β2＝J3β3＝(J1+3J′1)β3＝A；
如果预估物体J1的转动惯量存在误差Δ1即J1＝J′1-Δ1，则测量出
此时存在
计算出角加速度误差
因为(J1+J′1)β2＝(J1+3J′1)β3＝A，
所以
先忽略高阶项：Δ1Δ2，
则
令：
进行下一循环测试；
利用此值进行第一次迭代循环测量，即利用第一次循环误差修正后的结果进行下循环迭代计算检测，驱动电机减速到n3，调整第一惯量标准块和第二惯量标准块至r′1位置获得惯量标准
为第一次迭代所用被测物体转动惯量，控制系统中存贮有提前标定的r1'位置所对应惯量标准J12数值，控制系统中存贮有不同第一惯量标准块和第二惯量标准块所对应的第一惯量标准块和第二惯量标准块此刻质心到托盘中心的距离的系统惯量标准值，利用第一次迭代循环结果为惯量块修正后的第二次测量基准初始值，直到测量误差满足要求即可获得所求的转动惯量精确值，当Δ1小于工况要求的标准误差ζ时结束迭代，在显示屏幕中显示结果。
本技术方案可用于测量复杂物体的转动惯量。
这种装置成本低、结构简单、操作容易。
附图说明
图1为实施例的结构示意图；
图2为实施例中游动惯量盘的结构示意图。
图中：1.测量平台 2.被测对象 3.轴承 4.驱动轴；50.游动惯量盘 6.驱动电机7. 显示屏幕 51.惯量托盘 52.第一惯量标准块 52-1.第二惯量标准块 53.双向调整螺杆54 游动电机 55.第一滑槽 55-1.第二滑槽 80.机架。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的内容作进一步的阐述，但不是对本实用新型的限定。
实施例：
一种基于误差迭代收敛法的转动惯量误差检测装置，包括设置在机架80上的测量平台1，测量平台1通过轴承3支撑于机架80上，测量平台1的中心部连接有驱动轴4，驱动轴4远离测量平台1一端套装有游动惯量盘50，测量平台1和游动惯量盘50 由驱动轴4同轴驱动，驱动轴4与驱动电机6的输出轴为同一轴心，驱动轴4外接连通外设控制器的转动惯量误差显示屏幕7，被测对象2置于测量平台1的中心位置上。
所述游动惯量盘50包括惯量托盘51，惯量托盘51的盘面上设有呈径向对称的第一滑槽55和第二滑槽55-1，第一滑槽55和第二滑槽55-1中分别设有可滑动的第一惯量标准块52和第二惯量标准块52-1，第一惯量标准块52和第二惯量标准块52-1分别连接在惯量块双向调整螺杆53的两端，第一惯量标准块52和第二惯量标准块52-1在第一滑槽55和第二滑槽55-1中呈轴对称滑动，惯量块双向调整螺杆53连接惯量块游动电机54的输出端，惯量块双向调整螺杆53的轴向的几何中心线和惯量块游动电机54 的轴心线重和且与惯量托盘51的中心和驱动轴4的轴心垂直相交，惯量块游动电机54 为装配蓝牙控制的游动电机，可实现自行闭环控制。
用上述基于误差收敛迭代法的转动惯量误差检测装置的检测检测过程包括如下步骤：
1)在驱动电机6转速从n1加速到n2时，控制系统完成自检工作，确保仪器工作正常；
2)在驱动电机6转速加速达到n3直至加速到n4时，第一惯量标准块52和第二惯量标准块52-1依靠检测系统的游动电机54驱动后滑动到r1位置，r1为第一惯量标准块52 和第二惯量标准块52-1此刻质心到托盘51中心的距离，如图2所示，第一次迭代时为 r1'，第二次迭代时为r1′.′以此类推，对应获得第一次转动惯量J′1，总转动惯量为： J2＝J1+J′1，其中，J1被测物体预估转动惯量，J′1为惯量测量系统标定惯量，第一次测量基准初始值时，含电机转子、驱动轴、测量平台、惯量托盘系统转动惯量，提前预设置J′1≈J1，角加速度为β2，第一次迭代设为β′2；
3)当驱动电机6转速加速达到n5直至加速到n6时，此时第一惯量标准块52和第二惯量标准块52-1依靠检测系统的游动电机54驱动后滑动到r2位置，如图2所示，r2第一惯量标准块52和第二惯量标准块52-1此刻质心到托盘51中心的距离，第一次迭代为r′2，第二次迭代为
以此类推，获得第二个惯量J′2J′2＝3J′1为测量系统惯量，需提前标定，含电机转子、驱动轴、测量平台、惯量托盘系统转动惯，此时J3＝J1+J′2，角加速度为β3，第一次迭代为β′3，其中：n1<n2<n3<n4<n5<n6；
4)设加速过程中驱动电机6的转矩为T、系统摩擦阻力矩为M，选配游动电机54，实现 T-M恒定不变，测前标定设为常数A，T-M＝J′1β1＝A， T-M＝(J1+J′1)β2＝J3β3＝(J1+3J′1)β3＝A；
如果预估物体J1的转动惯量存在误差Δ1即J1＝J′1-Δ1，则测量出
此时存在
计算出角加速度误差
因为(J1+J′1)β2＝(J1+3J′1)β3＝A，
所以
先忽略高阶项：Δ1Δ2，
则
令：
进行下一循环测试；
利用此值进行第一次迭代循环测量，即利用第一次循环误差修正后的结果进行下循环迭代计算检测，驱动电机6减速到n3，调整第一惯量标准块52和第二惯量标准块52-1至r1′位置获得惯量标准
为第一次迭代所用被测物体转动惯量，控制系统中存贮有提前标定的r1′位置所对应惯量标准J12数值，控制系统中存贮有不同第一惯量标准块52和第二惯量标准块52-1所对应的第一惯量标准块52和第二惯量标准块52-1此刻质心到托盘51中心的距离的系统惯量标准值，利用第一次迭代循环结果为惯量块修正后的第二次测量基准初始值，直到测量误差满足要求即可获得所求的转动惯量精确值，当Δ1小于工况要求的标准误差ζ时结束迭代，在显示屏幕7中显示结果。
Claims (2)
1.一种基于误差迭代收敛法的转动惯量误差检测装置，其特征在于，包括设置在机架上的测量平台，测量平台通过轴承支撑于机架上，测量平台的中心部连接有驱动轴，驱动轴远离测量平台一端套装有游动惯量盘，测量平台和游动惯量盘由驱动轴同轴驱动，驱动轴与驱动电机的输出轴为同一轴心，驱动轴外接连通外设控制器的转动惯量误差显示屏幕，被测对象置于测量平台的中心位置上。
2.根据权利要求1所述的基于误差迭代收敛法的转动惯量误差检测装置，其特征在于，所述游动惯量盘包括惯量托盘，惯量托盘的盘面上设有呈径向对称的第一滑槽和第二滑槽，第一滑槽和第二滑槽中分别设有可滑动的第一惯量标准块和第二惯量标准块，第一惯量标准块和第二惯量标准块分别连接在惯量块双向调整螺杆的两端，第一惯量标准块和第二惯量标准块在第一滑槽和第二滑槽中呈轴对称滑动，惯量块双向调整螺杆连接惯量块游动电机的输出端，惯量块双向调整螺杆的轴向的几何中心线和惯量块游动电机的轴心线重和且与惯量托盘的中心和驱动轴的轴心垂直相交，惯量块游动电机为装配蓝牙控制的游动电机，可实现自行闭环控制。
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