基于FPGA的三自由度精密激光转台控制系统

为了实时监控大型高海拔宇宙线观测站内激光在大气中传输衰减特性,设计一个精密激光转台向站内不同探测器指定方向发射激光脉冲。系统采用Actel FPGA为主控制器,A3977驱动两相混合式步进电机工作,TR绝对值编码器反馈3个方向上的角度数据,实现闭环控制,并将FPGA通过RS422接至本地PC,再接入互联网即可与远程控制端进行通信。最终实现激光转台每个方向均小于0.01°误差的精确定位,且能通过互联网实现远程控制。

二维激光跟踪转台轴系设计及动态形变误差修正

二维激光跟踪转台轴系结构的稳定性及动态形变误差补偿精度是激光跟踪仪实现高精度动态坐标测量的关键因素。为满足激光跟踪仪动态坐标测量高精度、高稳定的实际需求,本文研制了一套基于过定位双角接触轴承对轴系的二维转台。首先,基于转台性能指标要求开展二维转台轴系设计及精度分析;然后,基于所设计结构及现有装配工艺,结合弹性力学理论,开展转台动态形变误差形成机理分析,并通过刚柔耦合动力学仿真分析验证理论分析合理性。最后,提出基于共轭差动式光学自准直原理的轴系动态误差测量方法,完成对轴系稳定性和动态形变误差的测量补偿。实验结果表明:转台的动态形变误差重复性优于±0.6″,动态形变误差由补偿前的±7″降低为±1″,转台设计的稳定性和动态形变误差补偿精度满足设计需求。

带标准分度转台的激光角度干涉仪的不准直误差模型

为了探讨带标准分度转台的激光角度干涉仪在测量过程中的安装不准直误差对测量结果的影响,在分析回转轴转角误差测量原理的基础上,根据测量光路的几何特征变化规律,提出测量系统的不准直误差模型。研究不准直误差变化对转角误差测量结果的影响,明确了为保证最终测量结果的精度在±1″内宜采取的误差控制措施。通过与自准直仪配合高精度多面棱体方法进行比对实验,并利用不准直误差模型对测量结果进行修正后,可以将测量结果的最大差值减小为-0.52″。结果表明所建立的误差模型的正确性,在准确评估和提高测量系统的精度上有一定的推广价值。

高精度激光雷达转台结构设计与装配方法

本文就激光雷达伺服转台俯仰轴的设计及装配方法进行了实验与分析,提出了一种易保证其设计精度的装配方法的,并通过应用实验得到了验证,可以满足设备的设计要求。