超声速磁悬浮设备定位测速误差补偿方法及系统与流程

本发明涉及定位测速，尤其涉及一种超声速磁悬浮设备定位测速误差补偿方法及系统。

背景技术：

1、超声速磁悬浮设备是一种利用电磁力克服重力，使设备脱离轨道以悬浮态运动的超声速运动设备。大过载指超声速磁悬浮设备可以在地面推进设备的作用下，短时内获得大量动能；或在地面制动设备的作用下，短时内失去动能。超声速、大过载磁悬浮设备可应用于航天、军事等诸多领域。

2、定位测速功能是超声速磁悬浮设备的关键功能，能够使地面控制设备获得超声速磁悬浮设备的运动速度和位置信息，从而对磁悬浮设备的驱动设备进行相应的控制。磁悬浮设备超声速运动，因此地面控制设备对定位测速功能的精度和时延有着极高的要求。通常要求定位精度为毫米级、时延为微秒级。

3、定位测速装置由车载装置和地面装置两部分组成，车载装置安装在磁悬浮设备上做超声速运动；地面装置安装在地面上。车载装置运动到和地面装置对应的位置时，能够通过光、电等信号产生相互作用，使地面装置获取磁悬浮设备的位置与速度信息。车载设备通常无法安装在磁悬浮设备的驱动设备上。在磁悬浮设备超声速、大过载运动时，车载设备与磁悬浮设备的驱动设备之间会产生相对位移，直接影响定位测速功能的精度，因此需要结合磁悬浮设备的变形对定位测速算法和地面控制算法进行误差补偿。

4、传统的低速、小过载磁悬浮设备变形较小，车载装置与驱动设备之间的变形几乎不影响定位测速精度。随着运动速度、加速过载和制动过载的提高，磁悬浮设备自身在大过载下的变形对其定位速度功能精度的影响极大增加。现有技术中没有合适的方法以实现对超声速、大过载磁悬浮设备定位测速精度的误差补偿。

技术实现思路

1、本发明提供了一种超声速磁悬浮设备定位测速误差补偿方法及系统，能够解决现有技术中的问题。

2、本发明提供了一种超声速磁悬浮设备定位测速误差补偿方法，其中，该方法包括：

3、通过有限元仿真和地面振动试验，建立磁悬浮设备在不同运动加速度下的变形量模型，得到磁悬浮设备的变形量与加速度映射关系；

4、获取磁悬浮设备的当前速度和当前位置；

5、根据磁悬浮设备的当前速度计算磁悬浮设备的当前加速度；

6、根据磁悬浮设备的当前加速度和变形量与加速度映射关系计算磁悬浮设备当前的变形量；

7、根据磁悬浮设备的当前变形量对磁悬浮设备的当前位置进行误差补偿。

8、优选地，根据粒子滤波算法获取磁悬浮设备的当前速度和当前位置。

9、优选地，根据磁悬浮设备的当前速度计算磁悬浮设备的当前加速度包括：

10、对磁悬浮设备的当前速度进行微分计算，得到磁悬浮设备的当前加速度。

11、本发明还提供了一种超声速磁悬浮设备定位测速误差补偿系统，其中，该系统包括：

12、建模单元，用于通过有限元仿真和地面振动试验，建立磁悬浮设备在不同运动加速度下的变形量模型，得到磁悬浮设备的变形量与加速度映射关系；

13、获取单元，用于获取磁悬浮设备的当前速度和当前位置；

14、第一计算单元，用于根据磁悬浮设备的当前速度计算磁悬浮设备的当前加速度；

15、第二计算单元，用于根据磁悬浮设备的当前加速度和变形量与加速度映射关系计算磁悬浮设备当前的变形量；

16、误差补偿单元，用于根据磁悬浮设备的当前变形量对磁悬浮设备的当前位置进行误差补偿。

17、优选地，获取单元根据粒子滤波算法获取磁悬浮设备的当前速度和当前位置。

18、优选地，第一计算单元根据磁悬浮设备的当前速度计算磁悬浮设备的当前加速度包括：

19、第一计算单元对磁悬浮设备的当前速度进行微分计算，得到磁悬浮设备的当前加速度。

20、通过上述技术方案，可以得到磁悬浮设备的变形量与加速度映射关系，在获取当前定位测速信息的基础上，通过换算出加速度从而进一步根据变形量与加速度映射关系计算得到当前的变形量，将该变形量叠加至位置测量结果中则能够实现对定位精度的补偿。由此，能够解决现有技术中没有合适的误差补偿方法实现超声速、大过载磁悬浮设备定位测速误差补偿的技术问题。

技术特征：

1.一种超声速磁悬浮设备定位测速误差补偿方法，其特征在于，该方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据粒子滤波算法获取磁悬浮设备的当前速度和当前位置。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据磁悬浮设备的当前速度计算磁悬浮设备的当前加速度包括：

4.一种超声速磁悬浮设备定位测速误差补偿系统，其特征在于，该系统包括：

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，获取单元根据粒子滤波算法获取磁悬浮设备的当前速度和当前位置。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，第一计算单元根据磁悬浮设备的当前速度计算磁悬浮设备的当前加速度包括：

技术总结本发明涉及定位测速技术领域，公开了一种超声速磁悬浮设备定位测速误差补偿方法及系统。其中，该方法包括：通过有限元仿真和地面振动试验，建立磁悬浮设备在不同运动加速度下的变形量模型，得到磁悬浮设备的变形量与加速度映射关系；获取磁悬浮设备的当前速度和当前位置；根据磁悬浮设备的当前速度计算磁悬浮设备的当前加速度；根据磁悬浮设备的当前加速度和变形量与加速度映射关系计算磁悬浮设备当前的变形量；根据磁悬浮设备的当前变形量对磁悬浮设备的当前位置进行误差补偿。由此，能够解决现有技术中没有合适的误差补偿方法实现超声速、大过载磁悬浮设备定位测速误差补偿的技术问题。技术研发人员：翟茂春,高文轶,张艳清,侯召轩,李少伟,王晓明,徐颖蕾,杨德林,张航,余笔超受保护的技术使用者：中国航天科工飞航技术研究院（中国航天海鹰机电技术研究院）技术研发日：技术公布日：2024/7/4