PFI:AIR - TT: Non-Intrusive Position Measurement in Oscillating Piston Applications
PFI:AIR - TT:摆动活塞应用中的非侵入式位置测量
基本信息
- 批准号:1601644
- 负责人:
- 金额:$ 20万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2016
- 资助国家:美国
- 起止时间:2016-04-15 至 2018-09-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
This PFI AIR Technology Translation project focuses on translating research for determining the spatial location of a magnet into technology to fulfill the need for piston position measurement in piston-cylinder actuators. The developed sensor is important because it can enable automation in a number of industrial and mobile machines. The project will result in a robust prototype of a piston position measurement sensor. The proposed sensor will be non-contacting, non-intrusive, inexpensive, will not require line-of-sight access, and will involve minimal effort for installation on a cylinder. Due to these advantages, the proposed sensor has an opportunity to establish a significant market share in the piston position application domain. This project addresses the following technology gaps as it translates from research discovery towards commercial applications: a) The need to place the sensor at an off-axis location on top of the actuator requires the development and use of complex two-dimensional magnetic field models. b) The sensor prototype needs to address problems due to hysteresis when the cylinder is made of soft steel which gets magnetized and demagnetized in real time due to oscillatory motion of a magnet. c) Extension of the previous linear position sensor technology to rotational applications requires new sensor architectures, development of new models, and new estimation algorithms.Specific solutions to address the above challenges will be fully developed and evaluated in the project. The proposed solutions include development of analytical two-dimensional magnetic field models, development of a new analytical model for hysteresis that has significant advantages over the traditional Preisach model, and development of robust auto-calibration algorithms. In addition, a graduate student and a post-doc involved in the project will receive technology translation experience through prototype development and industrial interaction.The project engages three major actuator companies to evaluate the sensor prototype on their actuator products, as the technology is translated from research discovery towards commercial reality.
该PFI空气技术翻译项目着重于翻译研究,以确定磁铁的空间位置到技术中,以满足活塞缸执行器中活塞位置测量的需求。开发的传感器很重要,因为它可以在许多工业和移动机器中实现自动化。 该项目将导致活塞位置测量传感器的强大原型。所提出的传感器将是无接触的,无侵入性的,便宜的,不需要视线访问,并且将涉及在气缸上安装的最小努力。 由于这些优势,拟议的传感器有机会在活塞位置应用领域中建立大量市场份额。该项目解决了以下技术差距,因为它从研究发现转化为商业应用:a)需要将传感器放置在执行器顶部的离轴位置,需要开发和使用复杂的二维磁场模型。 b)传感器原型需要解决由于磁体由软钢制成的磁滞而引起的问题,该缸由磁体的振荡运动被磁化和消除磁化。 c)将先前的线性位置传感器技术扩展到旋转应用需要新的传感器体系结构,新模型的开发以及新的估计算法。针对上述挑战的特定解决方案将在项目中充分开发和评估。 拟议的解决方案包括开发分析二维磁场模型,开发用于滞后的新分析模型,该模型比传统的Preisach模型具有显着优势,并开发了强大的自动校准算法。此外,研究生和参与该项目的大多数人将通过原型开发和工业互动获得技术翻译经验。该项目与三个主要的执行公司互动,以评估其执行器产品的传感器原型,因为该技术从研究发现转化为商业现实。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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