感應(yīng)角度傳感器的多參數(shù)優(yōu)化及應(yīng)用.pdf

1、本文研究的電磁感應(yīng)角度傳感器，是一種非接觸型的傳感器，目前應(yīng)用于汽車配件、機器人、電子設(shè)備的人機接口等領(lǐng)域的角度測量，它能滿足現(xiàn)代工業(yè)對測量提出的高精度、數(shù)字化和大量程的要求。傳感器的設(shè)計參數(shù)對傳感器的性能起著關(guān)鍵的作用，因此對感應(yīng)角度傳感器的設(shè)計參數(shù)與其性能之間的關(guān)系進行系統(tǒng)而深入的理論分析，從而最大限度地優(yōu)化傳感器設(shè)計顯得非常有必要。
　　感應(yīng)角度傳感器本質(zhì)上利用定子和轉(zhuǎn)子之間的耦合渦流場的變化來工作。由于三維渦流場的復(fù)雜性，

2、很難直接建立傳感器設(shè)計參數(shù)與輸出特性之間準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型，因此感應(yīng)角度傳感器進行多參數(shù)優(yōu)化顯得很有必要。非線性和靈敏度作為傳感器主要性能，是衡量傳感器優(yōu)劣的指標(biāo)。本文的研究目的是對傳感器進行參數(shù)優(yōu)化，尋找傳感器優(yōu)化的設(shè)計參數(shù)，使傳感器性能達到最佳。
　　本文通過變化傳感器結(jié)構(gòu)和設(shè)計參數(shù)設(shè)計不同傳感器模型，以此來研究相應(yīng)結(jié)構(gòu)和設(shè)計參數(shù)對傳感器性能的影響。主要內(nèi)容有：
　　提出了一個改進型的傳感器結(jié)構(gòu)形式，該傳感器輸出信號具有周期

3、性線性化的特點。為了分析合適的轉(zhuǎn)子形狀對傳感器的靈敏度以及感應(yīng)電壓曲線擬合度的影響，用電磁場軟件對相應(yīng)傳感器模型進行仿真，通過比較，選定實心葉片的轉(zhuǎn)子作為傳感器的轉(zhuǎn)子形狀。仿真和分析激勵線圈匝數(shù)、激勵頻率、線寬等傳感器設(shè)計參數(shù)對傳感器非線性誤差和靈敏度的影響，得出影響傳感器性能的主要參數(shù)。
　　提出了正交試驗法、響應(yīng)曲面法優(yōu)化感應(yīng)角度傳感器。正交試驗法確定影響傳感器性能的關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)和水平。響應(yīng)曲面法重構(gòu)目標(biāo)函數(shù)，以顯示的方式映射

4、出傳感器非線性誤差與設(shè)計參數(shù)的非線性關(guān)系，預(yù)測優(yōu)化的設(shè)計參數(shù)和非線性誤差?；趦?yōu)化的參數(shù)設(shè)計傳感器模型和實物，并分析兩者的非線性特性。
　　提出人工智能算法優(yōu)化角度傳感器，相對于響應(yīng)曲面法，粒子群優(yōu)化算法不需要重復(fù)設(shè)置各項參數(shù)的初始范圍；作為一系列群體智能算法的一種，PSO可以解決連續(xù)和離散全局優(yōu)化問題。用粒子群算法來優(yōu)化角度傳感器，得出一組結(jié)構(gòu)參數(shù)：轉(zhuǎn)子的厚度是1.24mm，轉(zhuǎn)子葉片的角度為52.7°，定轉(zhuǎn)子間隙為0.2mm，并