时空坐标转换理论与时栅位移传感器研究

剖析了各种调制式位移传感器工作原理和数学模型 ,按照“用时间测量空间”的思路 ,借助于伽里略变换 ,首次提出“带时间考查点的相对运动双坐标系”思想 ,将位置之差变成时间之差进行测量 ,最终抽象总结成为一套时空坐标转换的新理论 ,由此指导设计出一种全新的位移传感器——时栅。

时空坐标转换方法的增量式实现与增量式时栅位移传感器研究

在分析时栅传感器结构和信号特点的基础上,提出了基于时空坐标转换方法的增量式时栅位移传感器设计方法,分析了控制系统中控制信号的增量式实现及其特殊性。通过对几种传感器信号特点的比较,解决了增量式时栅位移传感器的关键技术难题。

惯性/天文组合导航中的时空坐标转换及其误差分析

针对惯性/天文组合导航中将天文传感器测量信息从天球坐标系到地球坐标系转换的问题,研究了其转换过程中涉及到的时间系统和坐标转换关系,前者包括世界时、地球时、太阳系质心力学时、原子时和协调世界时等时间概念,后者包括岁差、章动、视恒星时和极移等旋转变换。对坐标转换过程中小于0.1″的因素进行了忽略和近似简化,误差分析表明,除地球自转角的计算需要比较精确的UT1时间外,其他天文参数计算中的时间输入均可直接使用UTC时间代替。仿真结果显示,所提简化算法的转换精度达到了0.2″,满足角秒级的天文传感器测姿精度需求。

位移测量中的时空坐标转换

提出一种测量非匀速运动位移的新方法 ,该方法可以将空间位移的测量转换为时间差的测量 ,把机械制造的精度问题转换为电信号的提纯和抗干扰问题。同时建立该方法的数学模型 。

场式时栅位移传感器研究

根据作者前期提出的“时空坐标转换理论”和基于旋转机械的“单齿式时栅”,再提出基于运动场的“行波磁场式时栅”方案 ,可克服机械式时栅的缺点 ,使时栅的商品化应用成为可能 。

时栅位移传感器中的旋转磁场

介绍时空转换理论和时栅位移传感器的原理。当结构不同的定子电枢绕组中通以对称交流电时,它们可以在定子和转子的气隙中建立特性有差异的旋转磁场。把这些旋转磁场作为动坐标系所构成的时栅位移传感器,其精度和分辩率会有所不同。为了提高时栅位移传感器的性能,对不同定子绕组建立的旋转磁场进行比较。

基于超声电机技术的新型时栅传感器原理分析

根据时空坐标转换理论,对比目前单齿式时栅位移传感器和场式时栅位移传感器有待改善之处,提出一种利用行波超声电机实现匀速运动坐标系的方法。通过对产生行波的数学模型进行分析,可以达到实现匀速运动坐标系的目的。

基于LabVIEW的时钟脉冲式位移测量系统

基于时空坐标转换理论,提出将物理刻度虚拟化为脉冲刻度进行位移测量的方法在LabVIEW环境下实现系统的搭建和数据的处理;指出用频率可调的脉冲刻度来代替栅线刻度从而简化了系统结构,避免了精密刻线带来的技术难题和满足了不同测量系统的精度要求;20组测量值与真值精度的对比曲线表明,时钟脉冲式位移测量系统能够进行位移的测量并可以通过调节脉冲的频率来满足测试精度要求,达到设计要求。