预紧式并联六维加速度传感器的解耦算法研究

摘要：

针对六维加速度传感器的解耦难度与构型复杂度存在矛盾的现状,给出了12支链预紧式并联六维加速度传感器的设计方案,并在四维位形空间内构建了解耦算法.通过重组输入量并联列求解正向动力学方程和力协调方程,剖析了输出量的构成成份.通过引入前置、后置矩阵以及"辅助角速度"的概念,将动力学方程转换成两组形式简单的一阶线性常微分方程,并运用梯形方法推导出关键特征量的显式递推公式.解耦算法与ADAMS仿真的相对误差为0.62%,且前者的计算效率更高;试验结果显示,实物样机在1 min内的测量误差为8.42%,验证了设计方案的可行性.通过在离散节点处进行Taylor展开,推导出局部截断误差的解析式,为解耦精度的提高提供了依据.进一步地,将解耦算法推广至更一般化的情形,通过引入两个关于向量独立元素的定理,证明出预紧式并联六维加速度传感器的最少支链数为7,对应拓扑构型的最少自由度为6.

关键词：六维加速度传感器、预紧、解耦、拓扑构型、截断误差

所属期刊栏目：38

分类号：TH825

资助基金：国家自然科学基金51405237;江苏省高校自然科学研究项目14KJB460020

在线出版日期：2017-07-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1216-1225