国家重点研发计划课题绩效评价信息化研究——以中国计量科学研究院为例

国家重点研发计划项目下设课题实施期满后,面临着任务完成情况和经费管理使用情况两方面的绩效评价。项目牵头单位作为责任主体,落实责任、规范流程、细化要求,科学高效地组织做好课题绩效评价工作,是一项重要而紧迫的任务。以中国计量科学研究院为例,介绍其在规范国家重点研发计划项目(课题)绩效评价管理、加强课题绩效评价信息化建设等方面的实践经验和工作成效,对今后更好地推动绩效评价工作开展提出建议。

基于激光陀螺测角仪的角度计量动态特性分析

为了使动态角度测量结果可靠、可信,在使用激光陀螺测角仪进行动态角度测量前,需要对其动态特性进行分析。首先,通过同步触发装置将激光陀螺测角仪分布与转台和激光干涉仪分别同步触发;然后,使转台模拟出脉冲响应运动、阶跃响应运动和正弦运动;最后,比较分析在不同运动过程中激光陀螺测角仪与转台的圆光栅和激光干涉仪的输出数据。结果表明,激光陀螺测角仪具有良好的动态特性,且在不同频率下激光陀螺测角仪的动态测角精度在0.6″左右,为激光陀螺测角仪进行动态角度测量结果的可靠性提供了保证。

具有非惯量负载转矩补偿功能的伺服永磁同步电机控制方法

通过电机运动学方程建立以负载惯量、黏性阻尼系数、负载重力力矩和负载初始位置角度为需辨识参数的拟合模型函数式,通过基于该模型函数的非线性回归方法拟合得到这四个参数,从而得到非惯量的负载转矩,使其前馈补偿经典电机PI控制方法中的电流环,实现对时变负载转矩的补偿。仿真结果验证了该方法能使速度响应较快跟踪输入的速度命令,避免较大速度误差的出现。

一种用于激光跟踪仪的无纹波最少拍控制器

针对激光跟踪仪测量跟踪时快速性和高精度的要求,对常规永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)三闭环控制系统进行改进,在使用常规PI调节的电流环和速度环基础上,设计了一种能实现PMSM控制系统无纹波最少拍状态的位置环控制器,使PMSM控制系统在避免纹波干扰造成系统损耗的前提下能以最少采样周期跟踪上运动轨迹。通过仿真实验,验证了该改进的PMSM控制系统相较常规的PMSM三闭环控制具有明显的跟踪快速性和准确性。

激光跟踪干涉系统基点的直线约束标定方法

激光跟踪干涉系统的测量精度是工业机器人标定精度的主要影响因素,其基点标定精度决定了激光跟踪干涉系统的测量精度。为了确定基点与激光跟踪干涉系统的准确距离,提出了一种激光跟踪干涉系统基点的直线约束标定方法。建立了基于直线约束的数学标定模型,使各标定约束点分布在同一直线上,可直接应用干涉测量方法获取约束点的精确坐标,使用最小二乘法进行数值解析确定基点距离,该方法具有原理简单、误差源少、测量精度高的特性。针对影响标定精度的各项参数进行了数值仿真分析,优化标定参数,减小标定误差;最终搭建了实验装置评估该标定方法的性能,实验结果表明,激光跟踪干涉系统的基点距离平均值为290.0764 mm,标准差为4.4μm,满足对工业机器人标定的精度需求;为验证该方法的准确性,对API radian激光跟踪仪的基点距离进行比对测试,与其标称值相差3μm。

外差干涉仪非线性误差补偿抑制与测量研究进展

由于存在周期性的非线性误差,外差激光干涉仪的测量精度很难提高。对此,首先分析了外差激光干涉仪中非线性误差的来源,包括频率混叠、偏振混叠与鬼影虚反射。然后讨论了非线性误差的补偿与抑制技术,包括干涉信号处理、传统结构改进、偏振光空间分离、调相双零差干涉,接着介绍了非线性误差的测量技术,包括干涉信号处理测量、双相位差分检测、法布里-珀罗干涉仪检测。最后对非线性误差的补偿、抑制和测量技术做了总结与展望,为相关领域的研究提供了参考与借鉴。

633nm内腔式He-Ne激光器热-频率特性研究

研究了在-20~40℃环境温度下633nm内腔式He-Ne激光管的自由运转特性,设计了激光器系统的预热和稳频控制方案,实现了633nm内腔式He-Ne激光器的频率稳定。当室温约为24℃时,锁定后的热稳频激光器与高精度碘稳定激光器的拍频结果显示,3h内频率的相对标准不确定度为u=6.4×10^(-9),阿伦方差为7.0×10^(-9)(采样时间τ=1s),3个月内的频率复现性优于4.6×10^(-11)。研究了在-20~40℃范围内不同环境温度下锁定后输出激光的频率漂移规律,实验结果显示,稳频后激光输出频率随环境温度的漂移量约为293kHz/℃,与采用压力估算模型计算得到的漂移值268kHz/℃相一致。因此,当激光器工作在一个较大的温度范围内时,可以通过插值校准来获得更准确的参考输出频率。

波片阵列对准误差对激光干涉非线性误差的影响

提出了一种基于四象限探测器和波片阵列的集成式干涉信号探测系统。波片阵列的对准误差是激光干涉测量非线性误差的主要来源之一。首先分析了波片阵列对准误差对测量结果的影响机理,然后利用琼斯矩阵建立了波片阵列对准误差引入的非线性误差模型,并搭建实验系统进行验证和研究。实验结果表明,波片阵列引入的非线性误差会随着对准误差的增大而增大,在-20°~20°范围内,四分之一波片引入的非线性误差在0~13nm之间,二分之一波片引入的非线性误差在0~2.4nm之间。研究结果对单频激光干涉测量系统的集成化及非线性误差的分析和消除具有重要的参考价值。