某大型连续风洞移测装置的整体方案设计

为满足某大型连续风洞的精细化、高效化测量要求,设计了一种以永磁直线同步电机为驱动的移测装置。利用UG对移测装置的机械结构进行三维设计和运动仿真;建立了直线永磁同步电机的数学模型,阐述直线永磁同步电机的矢量控制原理;对移测装置的伺服测控系统的硬件和软件进行设计。该方案实现了移测装置在长行程、大空间中精准的定位和流场校测功能,对提高大型风洞的综合性能具有重要意义。     

基于光电码盘的三轴转台测角系统

测角系统是三轴转台的关键系统。目前转台测角系统大多采用模拟电路，原理复杂，不易实现，且精度难以预测。介绍一种基于光电码盘的小型三轴飞行仿真转台测角系统的设计方案以及软硬件的实现。该测角系统具有结构简单、测量精度高、完全数字化控制等特点。实验表明，系统可以满足转台进行小型、微型飞机的半实物仿真的要求。     

三维姿态角高精度测量装置

基于二维自准直仪和坐标系旋转变换矩阵,提出一种高精度、高稳定性三维姿态角(偏摆角、俯仰角和滚转角)测量方法,并设计了一种三维测角装置。介绍了该装置的工作原理和结构组成。建立了三维测角模型,根据自准直测角原理和坐标旋转矩阵推导了理论算法。基于测量要求设计了光学系统,采用现场可编程门阵列(FPGA)单芯片实现了实时双CMOS图像传感器的驱动成像、像点识别与细分定位、三维转角计算及与USB的快速通信。提出了三维测角装置的标定方法,保证了实际设备参数与理论设计数据的统一。最后对提出的滚转角测量算法进行了实验验证,并分析了影响测角精度的因素及其影响程度。标定和试验结果表明:在±20′的视场范围内,三维测角装置的偏摆角、俯仰角和滚转角的测量精度分别达到了2.2″,2.5″和8.7″。该结果验证了设计的装置结构简单、稳定可靠、精度高,且易工程实现三维姿态角的测量。     

自整角机鉴相式数字测角系统

本文详细叙述了一种采用鉴相式工作的自整角机数字测角系统。由于采用了鉴相式,使得测角系统在不采用A／D或V／F转换器的情况下很方便地实现高精度数字测角,降低了系统的复杂性和成本。在给出原理的同时,根据不同的测角精度要求,给出了不同的测角方案。本系统能够很方便地用于雷达和地面站原有度盘式和指针式角度指示系统的数字化。     

非接触式扫描反射镜转角测量系统

为了提高扫描反射镜转角检测系统的测角范围,建立了基于一字线激光器和线阵CCD的高精度非接触式扫描镜角度检测系统。介绍了检测系统的结构和工作原理,该系统根据激光光斑在CCD上的位置计算扫描反射镜的转角,并利用特殊设计的阵列反射镜增大测角范围。为了降低对加工及装调精度的要求,对系统进行了误差分析,给出了采用多项式拟合法进行角度测量的理论依据。讨论了影响系统检测精度的一系列误差源,计算了系统测量的总误差。最后进行了相关的测量实验。实验结果表明：系统的检测系统分辨率为2.5",测角范围为11°,测角精度可达3",可以满足扫描反射镜对角度测量系统提出的高精度、非接触、大测角范围的要求。     

永磁调速器优化设计

永磁调速器是一种新型的、在永磁耦合器的基础上加入调节机构以实现调速节能目的的一种调速机械,实现机械自动化调节的同时,对满足结构简单、易于改造、故障率低等要求有重大意义。本文简单介绍永磁调速器的结构原理,并对改造后的应用情况进行相关总结。     

基于瞬时值计算的圆感应同步器测角算法

针对角度反馈电机伺服控制系统的测角要求,提出了一种新型的应用于现代微处理器/微控制器平台上的圆感应同步器测角算法.通过对感应同步器两路输出信号的瞬时值直接进行模数转换和快速运算,反演得出转角值,可以精确地测得电机轴的角位移,从而简化了伺服控制系统的结构,提高了系统的稳定性和可靠性.最后,利用实际的空间大气垂直探测仪扫描镜构建了算法的验证平台,在不同的角度范围内进行了测角试验,并取得了角秒级的测角精度.     

PSD在光栏精密定位中的应用

对光栏进行精密定位通常采用轴角编码器或圆感应同步器作为测角反馈元件.可以达到很高的测角精度,但有价格高、体积大、处理电路复杂等缺点.PSD(P0sition Sensitive Detector)敏感探测器是一种新型位置传感器,具有质量轻、精度高,体积小、价格低廉、处理电路简单等优点.采用PSD和电位计作为测角反馈元件,提出了一种新的光栏精密定位的方法,首先由电位计进行粗定位,然后由PSD进行精密定位.实验结果表明,定位精度达到了2',满足指标要求.     

采用线性求角的旋变轴角解码与激磁系统

设计了一种基于单片DSP的旋变轴角解码与激磁系统并进行了实验验证.由于轴角解码中反正切运算需要很大运算量或很多数据空间存储查表值,甚至需要外扩存储芯片,因此,提出一种反正切运算补偿成分区间的线性运算求角方法.同时,在保证测角精度的基础上降低旋变激磁的电压幅值,从而实现了旋变轴角解码与激磁系统的高集成度与低功耗.实验结果显示:测角精度可达0.013°,框架电机速率精度达到0.000 4°/s.体积、质量、功耗与原激磁电源模块JD20-D15C36MK和轴角解码模块19XSZ2413相比均减少80%以上,很好地满足了航天应用小体积、轻质量和低功耗的要求.     

船载经纬仪数据处理

为了保证船载经纬仪的测角精度,补偿站位及船摇误差,分析了船载设备的姿态数据对测角误差的影响并建立了船摇误差模型.根据该模型提出了设备标定及测量方案,并给出了船载设备站位修正及事后数据处理方法.首先,建立船摇误差模型,分别给出航向、俯仰及横滚测量误差对设备方位角和俯仰角的影响公式;结合测量设备指标及任务要求,制定了标定及测量方案,给出了设备能够保证精度的测角范围.然后,提出了在船载设备特殊使用环境下,站位数据的测量方法及相应的站位船摇修正算法.最后,说明了船载光测设备的测量数据事后处理方法.实验结果表明,在船载精确姿态测量系统最大误差为航向角1.2′,纵倾角24″,横倾角24″的条件下,设备的测角误差均方根为方位≤57″,俯仰≤34″,基本达到了在该测量条件下的理论最优测角精度.