双通道旋转变压器粗精组合轴角转换原理及应用

目前的旋转变压器大多采用粗精组合来提高其精度,粗精组合时的纠错问题是粗精组合系统的一个关键问题。基于双通道旋转变压器粗精组合轴角转换原理及纠错方法,研究设计了旋转变压器作为轴角转换器件的角度测试系统,包括:选用旋转变压器作为姿态角传感器和高低角传感器测试装置的测角元件;采用双通道旋转变压器粗精组合方式实时获取角度信息;通过与单片机的连接,选取旋转变压器数字转换器进行数字转换,完成角度信息的输出;在软件设计方案中,重点研究了粗精组合算法,采用余数比较法确定粗轴读数和精轴读数的组合关系,对粗、精轴读数进行组合纠错,提高了传感器的测角精度。     

高精度角位移测量系统设计

采用双通道多极旋转变压器和AD2S83构成的测角系统可以实现角位置和角速度的高精度动态测量。该测角系统采用单片机实现角位置的动态监控,使用CPLD完成了AD2S83与DSP通信的接口逻辑设计,并采用DSP实现双通道角位置粗精耦合及测速算法。     

一种新型的旋转变压器测角误差标定技术

提出了一种新的基于速率转台恒速转动和位置转动相结合的旋转变压器测角误差动静态组合标定方法,准确得到了0~360°测角误差曲线.采用周期项与趋势项相结合的方法对得到的误差曲线进行建模,并利用傅里叶谐波分析和最小二乘拟合法对误差的各次项进行补偿.实验证明该方法大幅度的提高了旋转变压器的测角精度,且测试方法简单,操作过程容易,解决了计算机连续自动采样和复杂谐波分量下的补偿等问题,大大提高了标定效率.     

高性能价格比多极旋转变压器单片机测角系统

抗干扰性、抗温漂等是多极旋转变压器数字测角系统的基本要求。本文提出的多极旋转变压器单片机数字式测角系统,采用晶振和EPROM等数字化技术来提高抗温漂和抗干扰能力;采用二分频等技术对基频分量作了处理,提高了测量精度;采用相位微调技术保证了激磁电源相位的正交性。采用该原理的多极旋转变压器数字测角系统具有线路简单,直流电源电压可在较大范围内波动,抗干扰性强等特点。经鉴定专家组和用户共同测试表明:该系统在60℃下无温度漂移误差、无重复定位误差且测量精度为均方根值0.0066°。已成功地应用于工业机器人、电视卫星接收站、大型卫星通讯地球站、军舰搜索雷达稳定平台上。     

新型圆光栅测角误差补偿方法及其应用

在实际工业应用中,环境温度变化是便携关节式坐标测量机中旋转轴系测角精度的主要误差源。为了消除环境温度对旋转轴系测角精度的影响,本文提出了一种新型圆光栅测角误差补偿方法,即建立含有环境温度影响因子的圆光栅测角误差补偿模型。利用谐波方法建立在特定温度下的圆光栅测角误差补偿模型,利用多项式方法建立谐波系数与环境温度之间的函数关系。最后,以14℃下的实验数据为验证数据,分别代入到传统谐波误差补偿模型和本文提出的模型中。实验结果表明,相对于传统谐波误差补偿模型,使用本文提出的模型补偿后圆光栅的测角精度提高4倍左右,修正后的残差峰峰值在2″以内,能够有效地补偿10～40℃下圆光栅的测角误差。     

旋转变压器的角度误差校正系统设计

针对旋转变压器输出数据存在的角度误差问题,对旋转变压器校正方法进行了研究,设计并实现了旋转变压器角度误差校正系统。该系统充分利用了旋转变压器工作原理,发挥了光电编码器优势,采用了FPGA和ARM的优点,由同一电机带动光电编码器和被测旋转变压器,以FPGA+ARM组成的控制模块读出光电编码器和被测旋转变压器的角度,并进行比较分析,测量旋转变压器的非线性误差,建立误差分析表,提出了一种根据系数进行补偿的方式,对旋转变压器的误差进行了补偿。研究结果表明,该系统能对旋转变压器的输出数据进行校正,校正前旋转变压器的角度误差最大为21.2弧分,通过该系统校正后,测角误差最大为5.3弧分,系统校正速度较快且效果明显。     

高精度多极旋转变压器数字测角装置的研制及应用

将多极旋转变压器的高可靠性和单片机的快速数据处理能力相结合，实现了多极旋转变压器的轴角数字测量。该装置角速频率为２００Ｈｚ，测角精度高达０．０２２°，并已被成功地应用于电液位置伺服系统的模型参考自适应控制。     

高精度多极旋转变压器数字测角装置的研制及应用

将多极旋转变压器的高可靠性和单片机的快速数据处理能力相结合，实现了多极旋转变压器的轴角数字测量。该装置角速频率为２００Ｈｚ，测角精度高达０．２２°，并已成功地于电液位置伺服系统的模型参考自适应控制。     

旋转变压器轴角数字转换系统的误差分析

本文分析了以旋转变压器为角度传感元件,跟踪型轴角数字转换器为角度测量元件的测角系统的静态和动态误差,指出了导致测量误差的各种因素以及误差的具体表达式。分析表明角度传感元件的某些误差可以通过适当调整轴角数字转换器的参数予以补偿,从而提高整个测角系统的测量精度。     

车载经纬仪的测量误差修正

载车平台变形会直接导致经纬仪方位旋转轴线产生倾斜,从而影响经纬仪的测角精度。为补偿测角精度,实现活动站测量,通过球面几何推导了平台变形对光电经纬仪测角误差影响的修正公式,利用光电轴角编码器精度高、采样频率高的特性,测量出经纬仪坐标系倾斜,经过坐标变换推导出经纬仪倾斜角和倾斜方向,该测量装置通过时统终端与经纬仪望远系统同时记录测角数据及倾斜数据,从而对测角误差进行修正。实验结果表明,该方法能够实时有效地补偿因平台变形而带来的测角误差,使经纬仪不落地测角精度控制在20″内,为实现高精度车载光电测量提供了一种有效的途径。     

圆光栅测角误差实时补偿方法研究

误差补偿是提高圆光栅测角精度的常用手段。一些机床和精密仪器由于没有位置测量元件误差补偿功能,无法进行圆光栅的误差在线补偿。针对这一问题,提出了一种中继式的圆光栅测角误差实时补偿方法。首先,分析了圆光栅测角误差的补偿原理,建立了谐波拟合函数和圆光栅测角误差补偿模型;然后,进行了误差补偿模块的硬件选型,设计了以差分芯片为核心的信号转换电路,包括差分信号转单端信号电路和单端信号转差分信号电路,开发了误差补偿模块的嵌入式软件,将所设计的误差补偿模块插入到圆光栅的信号输出通道,建立了基于中继式误差补偿模块的试验系统;最后,采用雷尼绍校准装置采集了圆光栅的原始误差数据,使用谐波函数对测角误差数据进行了拟合,应用误差补偿模型,利用误差补偿硬件模块,对圆光栅测角误差进行了在线补偿试验。研究结果表明：对测角误差最大值为134.59″的圆光栅进行补偿后,其误差最大值可减小到12.62″,可见采用误差实时补偿方法可以显著提高圆光栅测角精度。     

多极旋变轴角编码器数码纠正组合分析

本文介绍了高精度多极双通道旋转变压器—RDC式轴角编码器的组成,对该类轴角编码器解算电路中的数码精粗纠正组合作了详细的分析。     

旋转变压器用高精度编码器的设计

本文介绍了一种提高旋转变压器测角精度的方法,采用硬件补偿型编码器电路,可将数字精度由１３位提高到１５位,并且这种补偿方法具有一定的推广价值。     

激光跟踪仪测角误差补偿

由于激光跟踪仪的角度测量精度直接影响仪器的测量精度,本文提出了用自准直仪结合多面棱体对跟踪仪金属圆光栅测角误差进行离散标定的方法。研究了基于谐波分析的误差补偿方法,取金属柱面圆光栅测角误差中幅值较大且相位基本不变的谐波分量建立了补偿模型,避免了最小二乘法不收敛的问题。分析了标定测角误差的不确定度,结果显示：水平测角精度补偿前后分别为1.60"和0.90",俯仰测角精度补偿前后分别为4.89"和0.91",精度分别提高了44%和81%,从角秒级提高到了亚角秒级。结果表明,提出的方法可为激光跟踪仪水平和俯仰轴系提供测角误差补偿,对类似测角系统的误差补偿也有参考价值。     

低温漂,高精度多极旋转变压器数字测角原理与系统的研究

抗干扰性、抗温漂等是多极旋转变压器数字测角系统的基本要求。本文提出了一种新的能够较好地抗干扰、抗温漂的数字测角原理并详细讨论了其实现方法。经过在几个产品上的应用,效果相当满意。采用该原理的多极旋转变压器数字测角系统具有线路简单,直流电源电压可在较大范围内波动,抗干扰能力强,在60℃下及仪器分辩力范围内无温度漂移误差。与国外同类产品相比,性能价格比高出几十倍,现已成功地应用于工业机器人、大型卫星通讯地球站、军舰雷达稳定平台上。该原理还可应用于感应同步器数字测角系统及利用相移工作的其它系统。     

双通道测角系统数字变换模块的设计

针对工业机器人中测量关节位置的粗精旋转变压器,设计了基于旋转变压器-数字转换芯片(RDC)AD2S90的粗精模数转换模块.为提高测角系统的可靠性,提出了中位值加限幅滤波的防干扰措施.实践证明,此数字变换系统具有较高的精度和可靠性高.     

双通道多级旋转变压器的标定和基于BP神经网络的误差补偿方法

通过高精度的编码器实现对旋转变压器的标定,为了提高旋转变压器的精度,提出了一种基于BP神经网络的误差补偿方法,用该网络对误差曲线进行训练,再将训练结果写入DSP程序中进行实时补偿。实验结果表明,通过该方法对误差进行补偿,可以将误差从±9′补偿到±0．3′,重复性好。     

偏振导航传感器测角误差分析与补偿

借鉴沙漠蚂蚁等昆虫利用天空偏振模式进行导航的方法,设计了偏振传感器来获取导航系统的航向角。为提高偏振传感器的测角精度,研究了影响偏振传感器测角精度的误差因素与补偿方法。讨论了如何利用偏振传感器从天空偏振模式中提取偏振方位角信息的方法,分析了影响偏振测角精度的主要误差因素,建立了偏振传感器的测角误差模型。根据测角误差模型,推导了偏振方位角的解算方法,并利用最小二乘算法,通过估算模型的误差参数值间接补偿测角误差。最后,采用提出的误差补偿算法在晴朗天气下进行了实验测试。测试结果表明：误差补偿后测角精度得到明显提高,约为0.17°（3σ）。实验结果验证了提出的误差补偿算法可以实现对角度误差的有效补偿。     

时栅测角系统误差自动采样及补偿研究

由于时栅测角系统受限于校准器的运动和装配环境,难以使用光栅作为精度基准仪器来进行密集的误差采样.为了实现较高精度的测量,通过对时栅测角系统的位移解算和对磁场式Ⅱ型时栅传感器结构进行了剖析,利用稀疏采样误差数据开展了频谱研究,得到了测角系统的补偿模型;提出了一种基于激光干涉仪的时栅测角系统误差自动稀疏采样及补偿的方法,采...     

利用误差谐波补偿法提高金属圆光栅测角精度

提高圆光栅测角精度的方法除了提高分辨率和系统精度以外,广泛采用误差补偿方法。本文通过对新型金属圆光栅的研究,提出了一种基于软件的误差补偿方法——误差谐波补偿法。实验表明该方法可消除一定阶次内幅值和初相位不随时间变化的误差谐波,有效提高测角精度。