[发明专利]一种基于直线磁钢阵列的运动平台一维定位方法

权利要求书

1.一种基于直线磁钢阵列的运动平台一维定位方法，所述的直线磁钢阵列放置在定子平台上表面，所述的运动平台相对于定子平台作直线运动，其特征在于，所述方法包括：

1)选定运动系统中运动平台表面运动方向上的直线磁钢阵列一个或大于一个极距内任意n个不同位置，每个位置放置1个线性霍尔传感器，其中，不同极距内相同相位的位置被认为是同一位置，而且n至少等于2；

2)根据运动系统中直线磁钢阵列结构确定磁通密度分布模型公式：

B_z＝A×sin(X+α+α₀)；

其中，B_z表示直线磁钢阵列磁通密度，A表示磁通密度分布模型幅值分量，X表示要解算的运动平台质心相位，α表示线性霍尔传感器安装位置相对运动平台质心的相位，α₀表示初始零位；

3)在运动平台运动前，测量步骤1)中线性霍尔传感器的安装位置S_αi，其中，i＝1，2…，n，并转化为相对运动平台质心的相位α_i，其中，i＝1，2…，n；

4)在运动平台工作过程中，记录步骤3)中各个线性霍尔传感器磁通密度测量值B_zi，其中，i＝1，2…，n；

5)将步骤4)中测量值作为观测量，将步骤2)中直线磁钢阵列磁通密度分布模型作为计算模型，通过数学算法解算出运动平台的质心相位X，该质心相位X为相对相位；

6)根据步骤5)中解算出的运动平台质心相位X，进一步确定运动平台质心相对于初始零位的位置S_x，所述的初始零位由在运动平台上安装的机械零位给出。

2.根据权利要求1所述的一种基于直线磁钢阵列的运动平台一维定位方法，其特征在于，所述的线性霍尔传感器相对运动平台质心的相位α_i与安装位置S_αi的关系如下：

其中，τ为定子平台直线磁钢阵列的极距。

3.根据权利要求2所述的一种基于直线磁钢阵列的运动平台一维定位方法，其特征在于，对步骤5)中解算出的运动平台质心相位X，还需要进行以下处理：

设X_r为运动平台质心相对于初始零点的相位，N为运动方向上相对于初始零点的跳跃周期数，则：X_r＝N*2π+X，得到运动平台质心相对于初始零点的相位，进而得到运动平台质心相对于初始零位的位置，即：

4.根据权利要求1所述的一种基于直线磁钢阵列的运动平台一维定位方法，其特征在于，步骤5)中所述的数学算法采用无迹卡尔曼滤波、非线性最小二乘或扩展卡尔曼滤波算法进行。

5.根据权利要求3所述的一种基于直线磁钢阵列的运动平台一维定位方法，其特征在于，所述的相对于初始零点的跳跃周期数的确定方法如下：

a.设X_n为当前时刻解算出的运动平台质心相位，X_n-1为上个时刻解算出的运动平台质心相位，N_n为当前时刻相对于初始零点的跳跃周期数，N_n-1为上个时刻相对于初始零点的跳跃周期数；

b.当(X_n-X_n-1)＞π且判断运动平台的运动速度为正时，N_n＝N_n-1+1；当(X_n-X_n-1)＞π且判断运动平台的运动速度为负时，N_n＝N_n-1-1；当(X_n-X_n-1)≤π时，当前时刻相对于初始零点的跳跃周期数与上个时刻相同，即：N_n＝N_n-1。