伺服系统多通道角位置测量电路设计与实现

针对角位置测量电路存在的计数脉冲信号处理频率较低和抗干扰性差的缺点,设计了一种以C8051F020单片机、MAX7000AE系列现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,CPLD)和MC3486差分脉冲信号处理芯片为核心元件的多通道光电编码器脉冲信号测量电路;分别设计了CPLD的四倍频、脉冲计数及判向逻辑电路和VHDL程序;通过使用高精度光电编码器,满足了在高转速条件下,大幅提升角位置测量精度,并可方便地进行多测量通道扩展的要求。对影响高频脉冲计数电路正常工作的各类外部干扰因素进行分析,使用高频脉冲进行采样比较的方法,设计了一种由检测脉冲沿得到的DIR判向信号作为D触发器的选通信号的方法,以滤除计数脉冲上的毛刺干扰信号,从而保证了单方向计数,降低了发生误计数的可能性;并通过Quartus II软件对所设计方法输出信号的时序功能进行了仿真,并验证了该电路设计方案的正确性。

角位置测量误差补偿方法研究

为提高精密转台测角精度,提出了两种测角误差补偿算法.在分析了多面棱体校准原理基础上提出了基于误差平均的线性补偿方法,并给出了补偿计算表达式.另一种方法通过分析测角误差具有周期特性,利用傅里叶级数对误差值进行计算求解到谐波幅值较大的阶次进行反向补偿.通过实验案例对两种算法的补偿效果进行了验证.结果表明:两种补偿算法均可大幅提高转台位置精度,可满足项目技术协议中对角位置精度的要求,最后针对两种方法的优缺点一并进行了论述.

高精度角位置测量系统误差补偿参数调试方法

详细讨论了基于感应同步器的角位置测量系统的短周期误差补偿原理及方法 ,为误差补偿的参数调整提供了理论依据。采用文中提出的方法 ,可以大大缩短测角系统的精度调试周期 ,并且能够获得近似完全的补偿效果。

指向式旋转导向钻井系统角位置测量方法

指向式旋转导向工具在国内的研究起步晚,许多技术环节还处于攻关阶段。该系统钻头轴(或偏心轴)与钻铤的相对角位置测量是工具在导向过程中保持工具面相对大地稳定的关键和前提,其精确度和实时性至关重要。在研究指向式旋转导向系统工具结构和工具面测量原理的基础上,对利用旋转变压器的2种角位置测量方法——反正切法和鉴相法进行适用性对比分析,对2种算法进行了仿真,并优选鉴相法开展实验室平台验证。仿真及实验结果证明,在电动机模拟井下转动并受干扰的情况下,鉴相法比反正切法处理后的信号具有更强的稳定性,能够较好地实时跟踪并高精度还原工具偏心轴相对于外部钻铤的转动角度,为钻头轴工具面角的测量、导向控制以及整个工具的研制提供了基础。

机械式自动垂钻工具偏重机构角位置测量方法研究

机械式自动垂直钻具在实际应用过程中,偏重机构由于自身的惯性以及外部环境的影响,会出现不能稳定在井眼低边的情况,导致纠斜精度降低。为研究偏重机构在钻进过程中角位置的变化规律,本文提出了基于绝对式磁编码器的一种非接触式的角位置测量方法,构建了测量数据采集界面并进行了实验室验证及可靠性分析。该方法可有效地实现偏重机构变化角度的测量,测量误差不超过3°。非接触式的角位置测量方法能够监测角位移且其误差在工程允许的误差范围内,可以为后续的机械式垂直钻井系统的研发实验和改进优化提供可靠的数据。

一种基于自适应双门限的低轨空间碎片角位置测量方法

本文针对小视场望远镜观测低轨空间碎片的特点,提出基于绝对定位法的空间碎片角位置测量方法,为后续定轨分析提供基础数据。首先根据TLE(Two Line Elements)轨道根数进行过境预报,选择满足晨昏条件和大气条件的观测窗口;其次,在时间窗内使用望远镜对空间碎片进行连续观测,获取FITS图像序列;然后,从图像序列中检测碎片光斑,提取质心,计算其脱靶量;最后,利用观测时的光轴指向,在地平坐标系下计算空间碎片的方位、仰角,生成空间碎片在望远镜视场中的运行轨迹。图像数据处理结果表明,本文方法能够正确提取目标光斑,能够给出准确的角位置测量结果。

三点法中测头角位置的精密测量方法

研究了三点法圆度及轴系误差测量中测头角位置的精密测量方法。设计了能直接测量非接触电容传感器测头实测状态下的角位置的测角系统，提出了克服测头角位置测量误差及三个测头灵敏度标定误差影响的校正方法。实验表明：采用本文提出的“多刻线”法测角精度优于１′，测头角位置测量误差及三个测头灵敏度标定误差对测量精度的影响可降致最小。

六自由度平台角位置测量精度方法

目前,六自由度平台角位置精度的测量大多采用激光跟踪仪等仪器进行,其测量成本高且测试原理及操作过程较为复杂。针对这一问题,提出了一种测量成本低、测试方法及操作较为简单的六自由度平台角位置精度测量方法,其主要包括六自由度平台的角位置测量精度以及角位置测量重复性。应用倾角仪对该平台横滚和俯仰两个方向的精度等进行了测量,使用光电自准直仪配合360多齿分度盘对该平台偏航方向的精度等进行了测量,测量结果表明:该测量方法能够准确快速测量出六自由度平台的角位置测量精度及角位置测量重复性,通过实验测出某Stewart六自由度平台横滚、俯仰及偏航方向的运动范围均为-10°^+10°,角位置测量精度分别达到0.012°、0.009°、0.018°,角位置测量重复性分别达到0.005°、0.007°、0.001°,能够很好地满足六自由度平台的技术指标。

自整角机/数字转换器原理及其在轴角测量中的应用

本文介绍了一种高精度自整角机/数字转换器的工作原理,对其主要工作特点及相关引脚作了具体说明。根据实际被测系统应用环境和具体设计要求,通过与数字输入输出模板相结合,设计了基于16ZSZ-01转换器的角位置测量系统,并编制了功能完整的软件程序,给出了实现角度测量功能的硬件电路与相应的软件子程序。该系统已在实际中得到成功应用,测试结果表明,所采用的方案不仅实现简单,满足测量精度要求,而且能保证系统的可靠性。

基于自整角机的雷达方位角测量研究

介绍了一种利用高精度自整角机的轴角/数字转换器实现雷达方位角测量的方法,给出了实现雷达角位置测量的硬件电路和软件设计。着重研究了自整角机随雷达旋转时产生三相模拟信号通过隔离转换电路转换成正、余弦信号,输入到单片机MSP430F149的轴角/数字转换电路中转换成二进制数字信号,供雷达终端显示或转发。该系统已在实际中得到成功应用,测试结果表明,采用的方案不仅设计简单、满足测量精度要求,而且能保证系统的可靠性。

多极旋转变压器轴角—数字转换系统精度测试方法

基于多极旋转变压器轴角粗、精组合的原理 ,提出了一种工程实用的多极旋转变压器轴角—数字转换系统精度的测试方法。

转台测角系统的设计与实施

本文介绍了一种高精度测试转台测角系统的设计方案 。

基于AU6802N1的雷达方位角检测方法研究

介绍了一种雷达方位角测量的方法,该方法采用旋转变压器/数字转换器AU6802N1,将旋转变压器输出的模拟信号转化为数字量信号,解算出雷达角位置信号,供雷达终端显示或转发。系统在给出旋转变压器的原理基础上,重点介绍AU6802N1的轴角/数字硬件电路、软件设计以及外围电路的相关性能。该系统工作可靠、满足测量精度要求,已在实际中获得了应用。

变载荷对转台测角偏差的影响量化研究

针对角位置转台变载荷工作状态,研究变载引入圆光栅与回转轴的位置关系变化,进而引入角位置测量偏差(测角偏差)的作用机理,推导测角偏差与偏心、偏斜量函数关系。开展数值仿真实验,量化分析变载引入测角偏差的理论幅度值与傅立叶级数阶次分布。开展变载转台原位校准实验,得到不同载荷状态下的转台测角偏差,分析实际幅度值与傅立叶级数阶次分布,最终展示了典型变载状态对转台测角偏差的影响效果并验证了理论分析结果。

一种针对空间突发闪光目标的测角系统

针对空间闪光目标发生时间和位置的随机性,持续时间短等特点,研制了一种基于线阵CCD作为探测器的实时测角系统,阐述了系统的组成、测量原理,并设计一种新型软件滤除背景光的算法,结合数字化求重心法得出闪光目标的角度位置。实验结果验证了本测角系统方案的正确性。

针对空间突发闪光目标的二维测角方法

本文基于对光目标单狭缝测角原理的分析,提出了一种针对空间突发闪光目标二维角度的测量方法。介绍了此方法的测角原理,测角装置的系统设计、数据分析处理和算法实现。通过与经纬仪对太阳光测量的对比实验,得出测量精度,验证了方案的可行性。

适用于恶劣环境的角度传感器

该新型角度传感器是采用智能磁敏感元件，将机械转动或角位移转化为电信号输出，非接触测量。产品具有分辨率高，温度稳定性好，360。范围内绝对角位置测量等优点，可提供多种输出形式：模拟量，PWM脉宽调制波，SPI串行协议输出等，可配接显示仪表。角度显示仪表可选带报警功能、角度设定功能、口和打印接口等。

函数变压器的设计及误差分析

系统论述了采用感应同步器进行角位置测量鉴幅方案中的关键部分─—函数变压器的设计和实现，对这个方案的工作原理进行介绍，通过详细计算，对此方案产生的误差进行分析，并给出减小误差的方法．

显示子系统的设计

本文以AT89C2 0 51单片机为控制核心 ,设计并实现了转台测角系统的显示功能。电路简单、适用性强 。