光电编码器模拟测速机在转台控制系统中的应用

在转台的可靠性设计中, 常用测速机输出作为转台限速报警的触发信号, 但传统的测速机在安装、成本及精度上都不具有优势。利用美国AD 公司生产的AD650 芯片,对被广泛用于转台测角系统中的Heidenhain 公司的RON886C 型增量式旋转编码器 信号进行电压频率(V/ F) 和频率电压(F/V) 转换, 实现利用编码器输出模拟测速机电路, 不仅可以满足限速保护要求,并且较测速机具有成本低,安装使用方便,且精度较高的 优点,在实际应用中效果良好。     

高精度速率转台若干问题的探讨

高精度速率转台的速率精度均优于0.1%。通常采用数字——相位系统实现调速控制。本文阐明了转台速率性能的定义;分析了数字——相位调速系统具有调速范围宽、调速分辨率高、速率稳定性好、速率精度高等特点;论述了转台速率波动与测角元件(感应同步器)的细分误差和极对数的乘积成正比的定量关系;并指出用“1°间隔定角计时法”检测转台速率波动的局限性。     

基于单轴转台的斜置RSINS标定方法

以斜置冗余捷联惯导系统(RSINS)为研究对象,提出了一种基于单轴速率转台的标定方法。首先从斜置RSINS的系统配置结构出发,推导了描述斜置RSINS安装失准角的线性化方程以及系统标定量测方程;结合单轴速率转台指出至少需要四个非平面位置才可标定惯性传感器零偏、标度因数及安装失准角,并详细给出加速度计四位置标定方法;考虑到仅以地球转速为观测量时陀螺仪标定参数可观测性较弱,单轴速率转台存在不可忽视的角位置误差及系统安装方位误差等原因,设计四位置静态和三位置转动标定方法以保证陀螺仪的标定精度。通过构建RSINS标定仿真平台验证该方法的有效性,并利用实验室搭建的六冗余样机进行了试验验证。其标定成本低、标定精度高、操作简便且不需要北向基准,具有较好的工程应用价值。     

一种高精度动态测角系统研究及实现

对使用感应同步器作为转台位置反馈元件的测角系统的工作方式进行了深入分析,比较了四种工作方式的优劣及实现的可行性,并重点分析了单向激磁双向输出鉴幅这种工作方式.同时提出了一种高精度动态测角系统的实现方法.     

高精度转台装配误差分析和补偿

转台位置精度是转台最重要的参数之一。针对转台装配过程中产生的编码 器安装偏心和倾角回转误差进行分析,建立误差模型,计算得出在不同的误差影响下转 台的角位置误差值。介绍了采用多项式拟合曲线进行角位置误差的补偿,有效地提高了 转台角位置精度。     

基于双速轴角转换器的测角系统

在介绍了基于双速轴角转换器测角系统的工作原理的基础上,为了准确地实现三轴温控转台横滚轴和俯仰轴的角位置测量,设计了由双通道旋转变压器和双速转换器组成的测角系统.通过硬件的调整和软件补偿,实现了高低温环境下5S的角位置精度.     

模块化精密角度测量系统静态和动态精度的分析

本文结合新研制的系统讨论了高精度感应同步器测角误差的分配及其减小措施,重点分析了动态实时测量精度问题.     

利用星体摄影（像）法评定光电经纬仪测角精度的研究

介绍了一种光电经纬仪测角精度评定的星体标校方法。该方法以天体恒星的理论角度值作为标准，将星体的观测角度与理论角度之差进行最小二乘统计分析，获得光电经纬仪静态测角误差。该方法具有投资小、评定精度高、可靠等优点．已成功地应用于飞行试验研究院光电经纬仪系统的精度评定中。     

基于双频激光干涉仪的角速率检测系统精度分析

为了能够精确检测到测试转台在低速运行下的角速率,设计了一种基于双频激光干涉仪的角速率精度检测系统.首先,对本检测系统各项误差进行机理分析.然后,综合各项误差项建立总体相对误差模型.最终,通过仿真分析得到各个误差因子对相对误差项的影响,为保证检测系统相对精度提供理论依据,能够满足对高精度惯性器件测试转台低速段0.0001(°)/s~1(°)/s速率检测要求.     

FADS系统在飞翼布局飞行器上的应用研究

针对飞翼布局飞行平台对高精度迎角、侧滑角的依赖性,设计了一种采用安装于机头表面的测压孔和机翼前缘的测压孔相结合的FADS系统应用方案,给出了其空气动力学模型,并将该FADS系统与惯性系统相结合来提高机动情况下大气数据的测量精度。由于该系统以FADS测量结果为基础,所以可以保证最后输出结果的精度要求,而且还克服了FADS系统延时的影响,其计算复杂性基本没有增加,满足实时性要求,易于工程实现。     

转台用光电自准直仪测试软件开发

讨论了转台主要性能的测试方法.分析了使用光电自准直仪测试转台的软件需求.给出了光电自准直仪用于测试转台软件的开发工作流程和测试数据结果.     

绝对式恒光源24位光电轴角编码器在光电经纬仪上的应用

为满足某型光电经纬仪的使用要求,设计了某绝对式恒光源 24位光电轴角编码器分系统。该编码器采用 16位绝对式光学码盘,码盘刻划有粗码道、通圈码道、中精码道和精码道。精码道的线对数为 16 384(14位)。方位和高低编码器的处理电路设计在一块电路板上,采用一片 DSP为主机,6个读数头输出 64路码盘光电信号分别经放大整形、A/D转换输入至 DSP。DSP完成数据采集、细分、译码、校正等处理,把轴的转角变换成 24位自然二进制角度代码输出和上传。使用情况表明:该编码器的光机结构布局合理、性能稳定,电路板和元器件少、操作简单、测角精度高,满足某型光电经纬仪对于编码器系统的要求,具有较高的实用价值。     

一种转台低速检测电路设计

转台低速性能的提高对转台低速检测方法提出了新的要求,本文针对转台低速检测要求设计了基于LS7266R1的转台低速检测电路,详细介绍了电路的工作原理和具体实现方法。该电路采用LS7266R1的增/减计数功能,以单片机为控制核心,通过对编码器细分信号的分频计数来实现速率转台指定角度间隔脉冲输出。经过调试验证,该电路可以在转台低速检测或定角度脉冲输出中应用,调试结果可以满足实际应用要求。     

单轴旋转惯导系统误差特性分析

旋转调制技术能够抑制陀螺和加速度计的误差,提高惯性导航系统的导航精度。从捷联惯导系统的误差方程出发,推到出了单轴旋转惯导系统的误差传播方程,在此基础上分析了旋转调制的基本原理。分别对陀螺和加速度计常值偏差、标度因数误差、安装误差和转台安装误差等在旋转调制下的影响进行了研究,仿真分析了旋转调制提高系统导航精度的作用,最后在实验室条件下做静止导航实验进行了验证。研究的结果能为单轴旋转惯导系统的研究和开发提供一定的理论参考。     

高精度低速回转台自动化检定方法与实现

介绍了一个由工业控制机和智能测量仪器组成的自动化检定系统，采用定角测时法，利用高精度光学棱体和激光测角技术，实现了对高精度低速回转台的自动化检定。阐述了自动化检定系统的组成、转速检定原理、软件设计和数据处理方法，并给出了实际应用的结果。     

激光扫描大直径测量方法研究

提出了一种利用激光扫描原理测量大直径的方法，对其工作原理和光电变换电子学系统作了论述，从理论上分析了激光扫描光学系统的扫描速度特性，并详细讨论了扫描速度误差对测量精度的影响。     

光电效应实验智能装置的设计

介绍了一种光电效应实验智能型装置,阐述了利用单片机系统组建一个智能仪器实验系统的实现方案;给出了系统总体框图和软件程序流程图;阐述了实验测量的工作原理;提出同时用零点法和拐点法测量的方案;解决因测量时间长、环境的变化对仪器测量精度的影响问题;避免主观随意性,减小实验误差,减少微弱光电流受干扰的几率,达到即快速又准确的测量目标。     

航天用反作用飞轮旋转变压器位置检测算法

目前,航天用反作用飞轮大多采用霍尔传感器或光电码盘进行测速。但是,霍尔传感器在反作用飞轮低速运行时精度相对较低,光电编码器的环境适应性相对较弱。基于此,提出了一种使用旋转变压器检测反作用飞轮转子位置的方法。但如果在现有飞轮控制电路中额外使用旋转变压器专用解码芯片,会导致成本大大提高,故提出了使用控制电路中的FPGA进行解码的方法。首先,介绍了旋转变压器的工作原理,通过求解反三角函数获得转子位置。其次,介绍了传统坐标旋转数字计算机(Coordinate Rotation Digital Computer,CORDIC)算法。最后,针对传统CORDIC算法无法求解完整平面角度值问题,提出了一种改进型CORDIC算法求解转子位置,并给出了一种能够减少硬件使用资源的全流水线CORDIC阵列结构。通过Modelsim仿真,证明了所提出的方法具有占用资源较少、延迟低、测量精度较高等优点,在反作用飞轮测速应用中具有良好前景。     

Installation error calibration for MEMS angular measurement system in hypersonic wind tunnel

The accuracy of model attitude measurement has an important impact on wind tunnel test results. Microelectromechanical System Inertial Measurement Unit (MEMS IMU) provides a feasible way to measure model attitudes with high accuracy. However, the installation error between MEMS IMU coordinate system and the body coordinate system of test models can make the accuracy of the model attitude measurement decrease. In wind tunnel tests, the installation error depends on the relationship between the IMU and the model mechanism before tests. Therefore, in-field calibration in wind tunnel tests is necessary to reduce installation errors. To improve attitude measurement accuracy, the least squares quaternion calibration method based on MEMS IMU and six-position calibration procedure are proposed. High-precision three-axis turntable tests are performed. The pitch accuracy after calibration is higher than that before calibration in the angle of attack sweeping tests. The Root-Mean-Square Errors (RMSE) in the roll and yaw are within 0.01°, which are smaller than those before calibration. In the roll sweeping tests, RMSE of three attitude angles decrease significantly. In hypersonic wind tunnel tests, the pitch errors before and after calibration are within 0.05° and 0.02° in the angle of attack sweeping tests without wind. In five angle of attack sweeping tests with wind, the deviation between the mean of the pitch and the pitch after the elastic angle correction is within 0.03° and the standard deviation of five tests is within 0.01°. The proposed method is confirmed to enhance the accuracy of attitude measurement effectively, which is convenient for engineering applications.