光通信粗瞄系统莫尔条纹信号正弦性补偿方法

为了保证光通信终端的精确对准,抑制编码器莫尔条纹正弦性偏差引入的细分误差,设计了基于经验模态分解(empir-ical mode decomposition,EMD)的正弦性修正方法。首先,介绍了卫星光通信终端跟瞄系统的组成与工作原理。接着,分析了莫尔条纹正弦偏差给系统带来的细分误差并给出满足工程需求的正弦性阈值。然后,在阐述EMD分解原理的基础上,给出了基于EMD的正弦性修正方法,该方法利用编码器自身粗码信息计算转速,从而确定精码莫尔条纹信号的基波频率值,并采用EMD分解在原始信号中提取与该值相匹配的基波分量。最后,对该方法进行了原理和转速自适应性仿真,并应用到去掉光学滤波镜片后的粗瞄回路编码器中。仿真及实验结果表明:在光通信终端的各工作转速下,修正后的莫尔条纹正弦性均小于0.85%,满足细分要求;修正后的精码译码结果精确,编码器测角精度维持在1″以内,满足终端对准精度的要求。

光栅莫尔条纹信号非正弦性误差修正

为了提高光栅传感器的测量精度,提出了一种莫尔条纹信号非正弦性误差修正方法.通过三角函数变换建立修正模型,并依据泰勒级数迈克劳林展开式建立光栅传感器输出信号正弦性修正方程.以非线性模型中常用的最小二乘参数估计方法建立代价函数,采用粒子群算法对修正方程中的参数进行辨识,实现对光栅传感器输出信号的修正.针对修正前后采样数据的误差进行分析,光栅传感器输出信号误差峰峰值由110″降低至24″,其正弦性得到了改善.实验结果表明,该方法有效地解决了光栅传感器在复杂工作环境下输出信号非正弦性导致的精确性和稳定性问题,提高了光栅传感器的输出信号精度,增强了其对复杂工业现场的适应能力.

光栅条纹光电信号正弦性偏差的自动补偿

为了提高光电轴角编码器的细分精度,提出一种光栅条纹光电信号正弦性偏差的自动补偿方法,依据编码器精码转换的方波信息实现精码信号的自适应采样,完成光电编码器精码时域信号向等间隔空域信号的转换;通过实际采集24位光电编码器周期光栅条纹光电信号,并对其离散幅值序列做频谱分析,揭示了高精度光电编码器信号正弦性偏差的主要谐波成分并建立波形方程;根据光栅条纹光电信号的数学模型及幅值细分原理,建立了信号细分误差的补偿模型;采用粒子群优化算法辨识波形方程中的7个待定参量,并对信号进行修正。应用细分误差补偿模型对补偿前后的细分误差进行分析,结果表明,编码器光电信号的细分误差峰值由0.923″降低到0.316″。该方法可实际应用于编码器系统,能够提高编码器的环境适应性和测角可靠性。