典型形位误差对力矩电机转矩测量影响及补偿方法的研究

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1、典型形位误差对力矩电机转矩测量影响及补偿方法的研究ResearchonTheInfluenceandCompensationofTypicalShapeandPositionErroronTorqueMeasurementofTorqueMotor学科专业：仪器科学与技术研究生：马春雨指导教师：王向军教授天津大学精密仪器与光电子工程学院二零一五年十二月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。

2、与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）摘要力矩电机作为新一代的机电一体化产品，被广泛应用于精密仪器、精密制造、光电探测、卫星遥感、太空探测等领域，当前信息化、工业化的步伐逐渐加快，在航空航天领域，力矩电机的转矩精度要求逐渐提高。只有对力矩电

3、机的输出转矩进行精确测量，才能客观、公正、公平地反映力矩电机本身的性能，因此，针对力矩电机输出转矩的精密测量已成为当今研究的一个热点。然而在精密转矩测量系统中，典型形位误差对转矩测量结果的影响是一个不可忽视的因素，因此，消除典型形位误差对转矩测量结果的影响，提高转矩测量结果的准确性具有非常重要的意义。本文从精确测量力矩电机的输出转矩出发，针对力矩电机定子与转子之间配合的轴向误差、转矩传动轴与力矩传感器测试轴的同轴度误差对转矩测量结果的影响进行了相关的研究，主要研究内容如下：1、从力矩电机转矩产生的机理、转矩测量原理方面出发，得出影响力矩电机转矩和转矩测量结果的相关因素，分析分

4、装式力矩电机定子与转子之间配合的轴向误差的来源和转矩传动轴与力矩传感器测试轴的同轴度误差的来源，以及它们对转矩测量结果的影响，制订这两种典型的形位误差对转矩测量结果的补偿方法。2、针对力矩电机定子与转子之间配合的轴向误差、转矩传动轴与力矩传感器测试轴的同轴度误差的存在形式及特点，搭建转矩测量实验平台，进行力矩电机定子与转子之间的轴向误差、转矩传动轴与测试轴之间的同轴度误差对转矩测量结果影响的相关实验，并对实验数据采用一元线性回归分析的方法拟合两种典型的形位误差与转矩测量结果之间内在的数学表达式关系。3、利用实验数据拟合的典型形位误差与转矩测量结果之间的数学关系，对两种典型形位

5、误差时的转矩测量结果进行补偿，并阐述其重要意义。关键词：典型形位误差力矩电机转矩测量精密测量转矩补偿准确性ABSTRACTAsanewgenerationofmechanicalandelectricalintegrationproducts,thetorquemotoriswidelyusedinthefieldsofprecisioninstruments,precisionmanufacturing,photoelectricdetection,satelliteremotesensing,spaceexplorationandsoon.Withthedevelopme

6、ntofscienceandtechnology,thetorqueaccuracyoftorquemotorismoreandmorehigh.Onlytheoutputtorqueofthetorquemotorcanbeaccuratelymeasured,soitcanreflecttheperformanceofthetorquemotorobjectivelyandfairly.Therefore,theprecisetorquemeasurementoftorquemotorhasbecomeahotresearchfield.However,theinflue

7、nceofthetypicalshapeandpositionerroronthemeasurementresultisanimportantfactor,intheprecisetorquemeasurementsystem.Therefore,itisveryimportanttoeliminatetheinfluenceofthetypicalshapeandpositionerrorontheaccuracyofthemeasurementresults.Inthispaper,inordert