永磁球形電機(jī)是一種具有新型結(jié)構(gòu)的電機(jī)。由于轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),永磁球形電機(jī)可以完成三自由度空間運(yùn)動。永磁球形電機(jī)的閉環(huán)控制部分中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)就是電機(jī)轉(zhuǎn)子姿態(tài)的檢測。由于其三維特點(diǎn),傳統(tǒng)的電機(jī)位置檢測方法不適合應(yīng)用在球形電機(jī)。所以球形電機(jī)轉(zhuǎn)子姿態(tài)檢測研究對球形電機(jī)的閉環(huán)控制具有十分重要的意義。本文回顧和分析了球形電機(jī)及其位置檢測技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,提出了一種基于IFDSST的多目標(biāo)跟蹤算法,從圖像中獲取轉(zhuǎn)子姿態(tài)信息。本文的主要研究工作如下:1、結(jié)合永磁球形電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)動形式,建立定子坐標(biāo)系。并在此坐標(biāo)系下,描述球形轉(zhuǎn)子運(yùn)動的三個(gè)姿態(tài)角。2、首先介紹了工業(yè)中機(jī)器視覺的應(yīng)用和機(jī)器視覺算法中相關(guān)濾波跟蹤算法的基本原理。然后介紹了相關(guān)濾波算法中的一種目標(biāo)跟蹤算法——快速判別式尺度空間跟蹤算法的原理,并結(jié)合電機(jī)的實(shí)際情況,將判別式尺度空間跟蹤算法改進(jìn)成多目標(biāo)跟蹤算法。接著在像素和圖像坐標(biāo)系的基礎(chǔ)上,介紹了轉(zhuǎn)子姿態(tài)角的計(jì)算方法。3、介紹了永磁球形電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺、轉(zhuǎn)子姿態(tài)檢測實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)流程。分析了姿態(tài)檢測實(shí)驗(yàn)對比方法的原理。給出了轉(zhuǎn)子姿態(tài)檢測對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果,驗(yàn)證了本文所提出方法對球形電機(jī)轉(zhuǎn)子姿態(tài)檢測的...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外球形電機(jī)姿態(tài)檢測技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 國內(nèi)外球形電機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)外球形電機(jī)姿態(tài)檢測的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.3 球形電機(jī)姿態(tài)檢測技術(shù)存在的問題
    1.3 本文研究的主要研究工作
        1.3.1 論文內(nèi)容結(jié)構(gòu)安排
        1.3.2 創(chuàng)新點(diǎn)概述
第二章 永磁球形電機(jī)的結(jié)構(gòu)原理和坐標(biāo)系建立
    2.1 永磁球形電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成
        2.1.1 球形電機(jī)定子的結(jié)構(gòu)組成
        2.1.2 球形電機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)組成
    2.2 永磁球形電機(jī)的運(yùn)動原理
    2.3 永磁球形電機(jī)的坐標(biāo)系建立
        2.3.1 引言
        2.3.2 定子坐標(biāo)系的建立
        2.3.3 電機(jī)轉(zhuǎn)子姿態(tài)描述方法
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于IFDSST機(jī)器視覺算法的轉(zhuǎn)子姿態(tài)檢測方法
    3.1 機(jī)器視覺
        3.1.1 機(jī)器視覺的發(fā)展和應(yīng)用
        3.1.2 機(jī)器視覺系統(tǒng)的組成和工作過程
        3.1.3 基于機(jī)器視覺的姿態(tài)檢測
    3.2 相關(guān)濾波跟蹤算法
        3.2.1 引言
        3.2.2 相關(guān)濾波理論
        3.2.3 主要的相關(guān)濾波器跟蹤算法
    3.3 FDSST算法
        3.3.1 HOG特征提取
        3.3.2 算法原理
        3.3.3 算法流程
    3.4 基于IFDSST的多目標(biāo)跟蹤算法
        3.4.1 算法原理
        3.4.2 算法流程
    3.5 轉(zhuǎn)子姿態(tài)角計(jì)算方法
        3.5.1 像素和圖像坐標(biāo)系
        3.5.2 偏航角計(jì)算方法
        3.5.3 自旋角計(jì)算方法
        3.5.4 傾斜角計(jì)算方法
    3.6 本章小結(jié)
第四章 轉(zhuǎn)子姿態(tài)檢測系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和對比論證
    4.1 轉(zhuǎn)子姿態(tài)檢測實(shí)驗(yàn)平臺
        4.1.1 永磁球形電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺
        4.1.2 測量實(shí)驗(yàn)裝置
        4.1.3 轉(zhuǎn)子姿態(tài)檢測流程
    4.2 基于MEMS器件的實(shí)驗(yàn)對比方法
        4.2.1 引言
        4.2.2 對比方法1:四元數(shù)姿態(tài)估計(jì)方法
        4.2.3 對比方法2:快速互補(bǔ)濾波姿態(tài)估計(jì)方法
    4.3 轉(zhuǎn)子姿態(tài)檢測對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        4.3.1 偏航運(yùn)動
        4.3.2 自旋運(yùn)動
        4.3.3 傾斜運(yùn)動
    4.4 誤差分析
        4.4.1 實(shí)驗(yàn)裝置誤差
        4.4.2 IFDSST算法誤差
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果
致謝



本文編號：3840700