基于视觉测量的光纤定位闭环控制方法

目前大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopy Tele-scope,LAMOST)光纤定位采用开环控制模式,光纤定位精度完全取决于预先定标的准确性,预先定标误差长期影响光纤定位精度且定标过程繁杂.提出一种基于视觉测量的光纤定位闭环控制,通过引入摄影系统,采取固定光纤约束下光斑中心位置视觉检测方法,实时确定光纤空间位置,自动控制光纤单元逼近目标点,既保证了光纤定位的精度,又免去了繁杂的预先定标过程.LAMOST现场实验数据表明,提出的视觉检测方法将光纤位置检测的稳定性从50 μm提高至10 μm,闭环控制方法下的90％光纤单元定位误差小于40 μm,满足光纤高精度定位要求.     

空间精密两轴转台的误差建模与分析

两轴转台在很多领域都有着广泛的应用.研究的两轴转台将应用于空间通信领域,对两轴转台的定位精度和跟踪精度要求很高.从误差的角度出发,基于两轴转台的结构和装配形式,得到转台的几何和运动误差.在此基础上,综合误差原理以及坐标变换的原理,得出了两轴转台的坐标变换矩阵和误差矩阵.通过坐标变换矩阵与误差矩阵的运算,将各种误差的影响叠加到转台的末端定位坐标.最后将分析的结果在MATLAB中进行了仿真计算,得出了影响转台精度的敏感误差源;并通过测试实验,找到转台定位误差的最大值,验证了计算结果.     

基于传动误差数据的齿轮误差检测方法与系统

齿轮传动误差影响齿轮传动精度和平稳性,传动误差与齿距和齿廓偏差等齿轮误差数据有直接关系.利用单面啮合测试和虚拟仪器原理,构建了传动误差检测系统,研究了传动误差与齿距与齿廓偏差数据的关系,找到一种将齿距与齿廓偏差计算出来的方法.经过试验分析,验证了本方法和系统的准确性.     

LAMOST小焦面系统模拟星像观测仿真与单元测试

本文主要介绍LAMOST光纤定位控制程序中的模拟星像观测仿真的实现算法,包括模拟星像产生、角度参数计算、星像分配和干涉处理等,对模拟星像进行观测仿真测试,在系统运行之前有必要验证控制程序中各种算法的可行性和合理性.单元定位是LAMOST主要关键技术之一,其定位精度是焦面系统的核心.由于各种误差的存在,某些单元的精度达不到要求,利用小焦面系统对4 000个单元进行逐批跑合测试,通过星像仿真实验完成了4 000个单元的精度跑合测试.因此,星像观测仿真对测试程序算法和测试单元精度都具有重要意义.     

并联式四自由度定位平台误差分析

设计了一种应用于扫描电镜的四自由度并联定位平台.该平台结构简单,便于集成微操作装置和实现微结构物性在线检测.为使所设计的定位平台具有高的定位精度,建立了平台的误差矢量模型.通过模拟仿真手段分析了结构误差和上平台分支分布对平台末端定位精度的影响,分析了在大载荷作用下机构在非自由度方向产生的角位移输出.     

交替测量式掘进机定位系统误差建模与分析

交替测量式掘进机定位技术在多次交替测量过程中会产生累计测量误差,从而影响掘进机定位精度。目前主要围绕单次测量误差产生原因、误差分布规律及误差减小方法展开研究,未有针对多次交替测量误差分布规律的研究成果。通过分析交替测量式掘进机定位系统工作原理及定位过程,构建了掘进机定位误差模型。采用作图法验证误差模型的正确性,结果表明作图法与误差模型得到的定位误差基本一致,二者仅存在10^-3数量级误差。通过误差模型研究了角度测量误差、测距误差、推移步长及掘进机与测量平台间距对掘进机定位误差的影响,结果表明:角度测量误差越大,定位误差曲线的曲率越大,即误差增大越快,且Y_T轴定位误差增大速度远大于X_T轴;测距误差对X_T轴定位误差影响较大,测距误差越小,初始X_T轴定位误差越小,但误差变化速度不受影响;随着推移步长增大,Y_T轴定位误差曲线曲率增大,即Y_T轴定位误差增大速度加快;掘进机与测量平台间距和推移步长对掘进机定位误差的影响基本是等效的。采用正交试验方法分析了各因素对掘进机定位误差的影响程度,结果表明:测距误差对X_T轴定位误差影响最大,其次为角度测量误差,推移步长和掘进机与测量平台间距影响最小且二者影响程度一致;角度测量误差对Y_T轴定位误差影响最大,其次为推移步长和掘进机与测量平台间距且二者影响程度一致,测距误差影响最小。通过极差分析方法得到了降低定位误差的最优参数组合。     

带有星型齿轮传动结构的转子系统不平衡耦合振动分析

齿轮传动风扇发动机(GTF)的低压转子系统由于带有星型齿轮传动结构,使得其具有有别于传统发动机的动力学特性,因此由于这种齿轮柔性转子耦合系统而产生的振动问题更为复杂.本文基于该低压转子的结构特点,建立了具有星型齿轮传动结构的三支点转子系统有限元模型,通过对高速转子轮盘施加偏心质量,研究不平衡矢量激励下转子系统的耦合振动特性,并进行了相关试验分析.结果表明：在双盘不平衡激励下,由于不平衡之间耦合效应,转子系统各轴段均存在振动减弱的情况.并且与中心齿轮相比,环形齿圈与游星齿轮之间的啮合力更大,且受不平衡初始相位的影响更显著.此外,当相位差为180°时,不平衡对转子系统的危害较大.     

航天运载器舵类传动机构间隙影响研究

舵类传动机构内存在的间隙是影响航天运载器飞行稳定性、机动性和控制精确性等指标的关键因素.本文先依据影响特性将航天运载器舵类传动机构中存在的各种间隙归结为:连杆配合类间隙、摇臂配合类间隙和舵轴配合类间隙;然后基于运动学分析提出了三类间隙影响的理论分析方法,而后与多体动力学软件ADAMS的仿真结果进行对比与分析.研究表明本文所提理论分析方法可准确估计三类间隙对传动机构的影响,满足实际工程间隙超差影响分析的需求.     

谐振子偏心对半球陀螺精度的影响

为了获得谐振子偏心对半球陀螺测量角速度的影响,首先基于谐振子径向位移动力学方程,得到了反馈激励幅值与输入角速度的关系。然后给出了谐振子偏心产生的原因,从传感器和激励器的角度分析了谐振子偏心的影响,利用等效输入角速度的思想建立了谐振子偏心的误差模型,仿真计算了谐振子偏心对陀螺测量的影响结果。最后设计实验,给出了基于二轴转台的6位置误差系数标定方法,标定结果验证了误差模型的真实性。     

一种机载单站对固定目标的无源定位方法

针对机载单站无源定位领域中,纯方位定位法对测角精度的敏感性较强,仅依靠角度的测量信息,包含的数据量小,定位精度不高的问题,提出了一种将方位角及其变化率结合起来的联合定位方法.通过深入分析定位原理,并按照定位误差的几何稀释的方法,在不同测量参数下,对地面固定目标辐射源进行了单次定位仿真.仿真结果表明,定位误差对各参数的敏感程度不同,方位角变化率的测量精度对定位误差影响最大,且联合定位方法定位精度能达到实际工程要求,可行性得到验证.