电动舵机传动间隙精确测量系统设计与应用

采用位移传感器、电控平移台、气动滑台、微型压式传感器等并结合数字信号处理器的方案,设计了一种自动化集成测试系统,实现了对电动舵机传动间隙的精确测量.根据测量原理,采用两个高精度位移传感器进行测量方法的优化设计,避免由于扭矩输入产生径向窜动量造成测量精度误差;通过电控平移台和弹簧实现平稳施力,避免瞬间干扰力矩对产品和测试造成损害.实验结果表明,系统角度测量精度达到0.125′、角度分辨率达到0.75″,并且测试的重复性和可靠性显著提高,满足对电动舵机传动间隙较高精度的测量需求.     

舵机自动测试系统的设计与实现

为更灵活准确的测试舵机性能和寿命,研制了基于工控机、力矩加载器、力矩传感器、角度传感器的舵机性能和寿命自动测试系统。测试系统采用NI公司生产的便携式一体化PXI机箱和高精度多功能采集卡,在测试过程中实时监测采集舵机控制器的电压电流和舵机位置信号;采用Lab VIEW编程平台开发了相应的测试软件,设计了友好的人机交互界面,实现了舵机产品的参数测量及合格性判断。通过实验比对新旧测试系统对同一舵机产品测试数据,证明新测试系统测试精度和测试效率都更高。     

捷联惯导动态角精度实时测试评定技术

针对验收和使用捷联惯导过程中对其姿态角、姿态角速度精确动态测试及性能评估的需求,设计了角度和角速度精度评估模型,利用高精度三轴转台、电子水平仪和高精度陀螺寻北仪等标准设备构建了检测评估系统。该系统可自动操控转台为被测捷联惯导提供动态角度和角速度激励,模拟摇摆、加速、减速、静态、匀速多种工况,并实时采集转台和捷联惯导的姿态角和姿态角速度输出偏差,实现了对动态角精度进行实时评估。通过检测OCTANS角精度实验,证明了该方法实时有效,动态激励全面,检测精度高,为捷联惯导动态角精度的评估提供了工程实用的新途径。     

基于PSD的空间信标光位置检测系统的研究

通过采用FPGA作为主控制器,以PSD为位置敏感探测器,设计了一种空间信标角度检测系统,实现了空间信标光位置的实时测量。通过实验数据验证,本系统具有较高的测量精度和实时性,灵敏度高,系统位置分辨率优于5μm,等效视场角10°,最小分辨率0.005°,可广泛应用于光电跟踪系统或光电位置检测领域。详细介绍了系统的软硬件设计和实现方法,给出了多路同步数模转换过程的FPGA逻辑时序,进行了各接口模块的设计和状态跳跃图分析,为信标光角度测量领域设计提供了一种可行的实现方法。     

基于LabVIEW的舵机虚拟测试系统设计

围绕软件就是仪器的设计思想,设计开发了以计算机数据采集卡(PC-DAQ)为体系结构且基于LabVIEW软件平台的舵机虚拟测试系统.该测试系统可以实现舵机的线性、时域和频域特性测量,已应用于多种舵机的实际工程测试,显示出具有界面友好、使用方便、数据处理准确、测量重复精度高等特点.     

一种七自由度力反馈手控器测控系统设计

多自由度力反馈手控器是遥操作的重要人机接口设备,提出了一种七自由度力反馈手控器测控系统的设计方案,实现对手控器末端位置的测量和向手控器输出反馈力/力矩.详细介绍了该手控器的位置检测原理、力反馈控制原理和控制器的软硬件设计.在完成系统调试后对手控器系统进行了测试,测试结果表明:设计的手控器系统测量精度达到±0.5 mm,三维平动力反馈控制精度达到5％ FS,满足多自由度力反馈遥操作的需求.     

改进的双闭环舵机控制系统设计与实现北大核心CSCD

电动舵机作为导弹的执行元件,其性能对弹体特性提升起着关键性的影响。为了满足弹体对舵机的性能需求,采用了一种末端舵面角度测量值作为位置环的反馈量实现位置闭环,其微分量作为速度环的反馈量实现速度闭环的双环控制方案,并针对速度环控制器设计了自适应分段调整控制算法,最后开展MATLAB平台理论仿真和舵机系统实物测试。经实验结果表明,所设计的舵机控制系统运行平稳,各项性能满足指标要求,验证了该控制方案的可行性。     

基于机器视觉的雷达测角精度评估系统

利用光学成像原理,设计了基于机器视觉的雷达测角精度评估系统,主要包括光学部分(CCD相机)、图像采集部分和图像处理与目标角度信息提取部分等;机器视觉的定位成像和高精度测角,保证了该系统能在紧缩场中对雷达系统进行自动化、高精度、实时的角度测量校准和测量精度评估试验;理论分析和仿真结果表明,补偿由于雷达系统和机器视觉系统安装位置不同引起的角度测量偏差后,在正常的实验测量误差条件下,基于机器视觉的角度测量校准和评估系统能达到O.005°的校准和评估精度。     

弹用数字舵控的系统设计与实现

文章介绍一种弹用双通道数字舵机控制器的系统设计与实现方案;该方案以DSP数字信号采样与处理技术为基础,将舵机驱动系统与控制系统进行一体化设计,通过SPI总线拓展技术扩充舵机控制通道数量,并运用位置式复合PI及PD控制算法设计控制软件,从而实现了对双通道舵机的一体化控制;所进行的阶跃及频率响应实验表明,基于该方案的舵机控制器具备性能稳定、控制参数一致性好、集成度高、抗干扰能力强等特点,且其主要动态性能指标满足设计与应用需求。     

基于KXR94加速度计的微型惯性测量装置设计

详细介绍基于MEMS（MicroElectroMechanicalSystem）和DSP的微型惯性测量装置的软硬件设计。该装置的MEMS传感器单元由微机械陀螺和微加速度计组成,可精确测量载体的3个轴向角速度信息和3个轴向加速度信息。经验证,该装置可精确测算出载体的航向角、俯仰角及位置等信息,并具有体积小、成本低、功耗低、抗冲击能力强等优点。     

一种新型高旋弹体滚转角测量系统

利用常规方法直接测量高速旋转弹体的滚转角测量精度较低,针对该问题,提出了一种基于微惯性测量组合(MIMU)与光电编码器综合测试的弹体滚转角测量系统.通过MIMU实时测量半捷联惯性测量平台内筒的姿态信息,利用光电编码器测量半捷联惯性测量平台内筒与弹体之间的相对转角,采用FPGA作为主控芯片来实现弹载环境下光电编码器输出脉冲的抗抖动干扰设计,结合MIMU数据,实现了弹体滚转角的准确测量.经试验验证,该系统能够完整有效地记录弹体滚转角信息,测量精度稳定在3°以内.     

一种智能大气数据测量系统的设计与实现

大气数据测量系统是飞行器的重要组成部分,为飞行控制系统提供高度和速度等重要的信息源,设计了一种采用硅压阻传感器和DSP技术实现的大气数据测量系统,建立了系统的数学模型,提出了系统的组成方案,给出了系统的工作原理图和部分硬件电路图等,对系统的误差源进行了分析和消除,最后对系统进行了具体实现;该系统已投入使用,实践表明,其测量精度高（气压高度精度可达5m）、可靠性高、智能化程度较高。     

圆感应同步器方位测角系统误差产生与消除

为了实现对方位角的精确测量,设计并实现了圆感应同步器方位测角系统。根据圆感应同步器及轴角变换芯片AD2S80A的工作原理,分析了系统的误差来源,指出设计时采取的相应软件/硬件措施。整个系统结构紧凑,抗干扰能力强。能在整个圆周范围进行测量。准确度高,达8″。结果采用数码显示,读数直观方便,恶劣环境工作可靠,能很好满足实际需要。     

仿生鳍条姿态测量及其误差分析

仿生鳍条是仿生机器鱼的核心运动机构,为提高其运动控制精度,针对其轻巧、微小的结构特点,设计了以质量轻、体积小、精度高的MEMS陀螺仪ADXRS290和ADXRS453为核心的仿生鳍条姿态测量系统,可实现仿生鳍条偏航角、俯仰角和滚转角的实时测量;针对仿生鳍条姿态测量中随机误差较大的特点,给出了一种以Allan方差为主的姿态测量误差算法,然后通过实验采集测量数据,定量分析了各运动姿态误差项;实验结果表明,角速率随机游走和零偏不稳定性是姿态测量的主要误差项,在后续误差处理中做针对性处理能提高姿态测量精度,对提高仿生鳍条运动效率有很大的意义。     

反坦克弹光纤惯导嵌入式信号采集系统设计与实现

针对战术导弹通用惯性导航系统应用需求设计了一种基于光纤陀螺与石英加速度计传感器的信号同步采集与实时处理硬件系统,完成了方案设计,对各子模块进行了功能划分与指标分配,采用 DSP+FPGA的嵌入式硬件平台架构,实现了三通道电流到频率脉冲的高精度模/数转换,陀螺仪、加速度计敏感的载体三维角运动、线运动测量信号的同步采集与实时处理功能,具有小型化、通用性强的特点,对样机实现的性能指标验证和测试结果符合设计要求。     

一种基于电磁感应原理的角位移参数测量方法

针对目前常规弹药弹体研究领域角位移参数大动态和高精度的测量需求,提出了一种基于电磁感应原理的角位移参数测量方法,并设计了相应的角位移传感器.采用感应线圈获取弹体大转速动态范围内切割地磁场的信息,通过边沿检测和脉冲计数相结合的自适应闭环频率跟踪测量算法测量弹体旋转过程中的实时角位移参数信息,并采用周期清零的方式,消除累积误差.半实物和实物仿真试验结果表明:该角位移传感器不仅能够测量大动态范围内的角位移,拓宽测量范围从600°/s~36000°/s,而且完全消除了测量过程中的累积误差.测量误差小于0.220%,累加误差最大只有0.2°/s,实现了对弹药弹体角位移参数的实时、高精度测量,在姿态测量和地磁导航等应用领域具有一定的工程应用价值.     

基于DSP的矿用提升设备速度非接触测量系统

针对矿山在用提升设备检测检验过程中存在的问题,介绍了一种基于光电技术和DSP的非接触速度测量系统,系统采用BURG谱估计法对信号数据进行实时分析,得出信号的功率谱图,进而求出实时速度,与标定装置的比对表明系统的测量稳定,实时性好,偏差小于±0.1m/s;系统可实时显示速度曲线,自动计算加速度和减速度,并可现场实时打印出测量数据和结果,为矿山在用提升设备的现场检测提供了新的一种检测检验方法和手段。     

基于惯性传感器的电力线路杆塔倾斜监测装置设计

针对电力线路杆塔倾斜角实时测量的需要,设计了一种基于惯性传感器的倾斜角度实时监测装置。装置硬件上由惯性传感器、单片机、通信电路和电源变换控制电路组成。软件上采用中断模式和尽量减少工作模块和通信次数相结合的工作策略以降低系统功耗,将6轴惯性传感器的加速度和角速度原始数据进行去极值平均滤波预处理,再经由互补滤波算法进行倾斜角度的综合计算,经实测倾斜角测量相对精度能达到1.30%。该装置在测量精度、功耗、成本和易用性上均能较好地满足电力线路杆塔倾斜在线监测的需求,具有一定的推广应用价值。     

一种便携式两轴转台角度测量系统的设计

针对便携式两轴转台,设计了一种基于单片机和高精度电位计的角度测量系统。该系统利用高精度电位计作为测角传感器,以C8051F310单片机为数据采集与处理核心,外加LED数码管,实现了两轴转台的角度测量与指示。系统采用低功耗设计,延长了电池的寿命,同时,过采样技术的采用,有效提高了角度测量的分辨率和信噪比。     

MEMS无线数显角度测量仪设计

针对双轴或单轴高精度角度测量的工况需要,采用8位单片机为主控芯片,高精度数字MEMS为传感器芯片设计了一种体积小、功耗低的无线数显角度测量仪.远端上位机通过ZigBee无线模块对测量仪进行操作和三维显示,同时集成OLED屏可就地显示测量数据.具有双轴±90°倾角测量和单轴绝对式0°~360°转角测量功能.测试结果表明:该测量仪测量精度为0.1°,具有较高的推广应用价值.