关于±1次衍射莫尔信号的数值仿真的研究

通过对±1激光莫尔信号进行建模和仿真,研究其规律为精密定位提供依据。该文应用激光衍射理论研究了±1次莫尔信号的位移特性,根据菲涅耳和夫琅和费衍射原理建立了±1次莫尔信号与对应位移的数学模型,并通过计算机仿真对其变化规律进行研究。仿真结果表明,±1次莫尔信号具有稳定的周期性,非常适合作为精密定位的检测信号。在此基础上利用±1次激光莫尔信号进行了精密定位实验,结果表明基于±1次衍射莫尔信号的精密定位可获得±0.5μm的定位精度。     

莫尔条纹信号在精密检测与定位中的应用

介绍了一种基于莫尔条纹信号的精密检测定位系统。系统以工业控制计算机为核心 ,采用差动莫尔技术 ,进行高精度检测及自动定位 ,具有抗干扰能力强 ,检测灵敏度高等特点。实验结果表明精密定位装置可达± 0 .1μm的定位精度 ,对集成电路制造技术等精密加工工程领域具有重要的实用价值     

基于激光莫尔信号精密定位装置的高速高精度定位控制

介绍了激光干涉莫尔信号差动式精密定位方法，提出了精密定位装置的粗控和微控两段式控制方式。扩大了装置的定位控制范围，又有效地缩短精密定位时间。实现装置宽控制范围的高速高精度控制。     

基于RBF模式分类器精密定位控制研究

由于不同类型的精密定位装置存在着机械传动性能上的差异,使得激光莫尔信号的变化无法用统一的数学模型描述,据此本研究利用一级修正莫尔信号在相平面中的疏密分布特性,在聚类分析基础上设计RBF神经网络模式分类器,将精密定位控制问题转化为莫尔信号在相平面中的归类问题.实验表明该方法能够准确地辨识出定位过程中的不同状态模式,并由此实现了大步快速驱动与细分步驱动相结合的定位技术.     

传动链动态测试系统

传动链动态测试系统采用“传动测试及精密定位技术”，对传动链传动误差进行动态检测。以位移检测为基本检测对象，应用嵌入式微机技术和高速A／D变换技术，采用测量细分方法对正弦波光栅传感器的信号进行了200倍以上细分和辩向，并实时地跟踪光栅莫尔信号幅值的变化，最大限度地消除了莫尔信号幅值变化所产生的细分误差。     

基于FPGA的精密离心机光栅信号细分系统

介绍一种基于FPGA的精密离心机光栅信号细分系统。说明了光栅信号的产生过程和基本处理方法,提出了一种综合EDA技术与光栅莫尔条纹电子学细分技术的设计方案。通过VerilogHDL实现该系统的主要设计,并利用ISE软件进行了仿真试验。试验表明,该系统具有捕捉速度快、跟踪精度高、相位误差小、成本低廉等特点。     

CORDIC算法在光栅莫尔条纹细分中的应用

目前光栅莫尔条纹细分技术在数控机床、超精加工、精密仪器等领域得到了广泛的应用.考虑到光栅细分系统的精度、速度和抗干扰能力等多方面指标,提出了一种新的莫尔条纹细分技术,并通过CORDIC算法对不足一个周期的正弦信号进行细分,直接提取相位信息.光栅细分系统将CORDIC算法应用于FPGA中,能够对莫尔信号进行很好的细分处理,满足高精度的要求,实验结果验证了其正确性及可行性.     

ADC参数对光栅莫尔信号细分影响研究

莫尔信号细分是光栅传感器应用的必要环节,幅值分割法是实现莫尔信号细分的重要手段.为减小信号质量对细分结果造成的影响,误差补偿成为细分实现过程中必不可少的单元.本文针对数字式幅值细分方法开展研究,针对ADC参数对光栅莫尔信号误差补偿和细分效果的影响进行分析,建立ADC参数与莫尔信号直流补偿、幅值补偿和细分倍数之间的量化模型,设计并开展了直流和幅值补偿效果实验.研究结果表明:不同位宽的ADC对莫尔信号误差补偿和细分效果的影响不同,在本文模型的基础上,ADC位宽应提高1 bit～2 bit.研究成果对于莫尔信号数字式幅值分割细分系统的工程实现具有一定的指导意义和参考价值.     

衍射光栅超精密位移定位检测新方法

光栅干涉仪测量是精密位移检测系统中常用的检测方法,具有较高的检测分辨率。为进一步提高光栅干涉仪位移检测分辨率,通过对光栅干涉条纹信号的分析,提出了一种基于衍射光栅相位移动的超精密位移定位检测新方法。采用衍射光栅作为测量元件,通过在经典的衍射光栅位移检测系统中加入光电传感器的相位运动,改变衍射光栅系统的接收相位。其方法是调整光栅干涉仪系统,使得传感器接收视场中只有两个条纹;在目标定位运动台的最后定位阶段,使接收系统的光电传感器在检测视场的两个干涉条纹间进行移动,即改变了光栅干涉仪的接收相位。这种位移检测方法突破了检测元件本身的物理限制,在理论上可以获得亚纳米级以上的超高位移检测分辨率。依据相位移动原理,搭建了具有相位移动功能的光栅干涉仪超精密位移检测定位系统。通过定位检测试验证明了所提方法的有效性。     

减小光栅测量系统随机误差的研究

在光栅测量系统中,为了提高光栅传感器的测量精度需要对传感器输出的莫尔条纹信号进行细分,但高斯白噪声和脉冲型噪声的存在会影响细分精度。减小噪声干扰的方法一般采用中值和平均滤波,而该方法只适用在静态测量中,对于时变的莫尔条纹信号实现困难。由多项式预测滤波器根据多个已测量的值,预测出当前的测量信号,预测的信号和实际测量信号经过中值滤波后输出,减小光栅测量系统的噪声。最后,通过应用实验验证了该方法的有效性。     

陀螺测斜仪小角度井斜角测量的姿态提取方法

针对陀螺测斜仪系统在小角度井斜角测量时存在测量精度低的问题,本文对其产生机理和形成原因作了详细分析,并推导了新的小角度井斜角测量的姿态提取方法。搭建基于高精度动调陀螺的随钻测斜仪产品原理样机,并利用高精度三轴转台反复多次模拟实际钻井施工中随钻测井过程,结果表明该方法可有效的提高陀螺测斜仪小角度井斜角随钻测量的解算精度。     

清洗机器人倾角传感器信号处理研究

针对目前清洗机器人倾角传感器测量精度低、控制算法复杂等缺陷,提出了一种新的倾角传感器信号处理方法,通过Savitzky-Golay平滑滤波技术对传感器采集数据进行滤波预处理,建立了以温度、滤波后准确的传感器数字信号为输入变量的BP神经网络模型,将倾角传感器的测量精度提高到0.91％,实现了对机器人倾角传感器信号的高精度处理.研究结果表明,该方法能有效提高倾角传感器的测量精度,可为清洗机器人准确完成清洗作业提供技术借鉴.     

双天线测向信息辅助捷联惯导快速对准算法

为解决捷联惯导的快速高精度对准问题,给出了一种双天线测向信息辅助的惯导快速对准算法.介绍了双天线测向的基本原理,在此基础上给出了双天线基线安装误差的补偿方法.基于速度、位置、航向观测量,设计了快速对准卡尔曼滤波器,给出了具体航向量测方程.根据实测双天线测向误差特性进行了仿真分析.仿真结果验证了方法的有效性,4 min航...     

基于H∞的低精度捷联惯导系统初始对准方法

由于低精度捷联惯导系统的陀螺精度较低,初始对准时方位失准角的估计精度往往不高;另外,进行初始对准的常用方法是采用Kalman滤波技术,但在实际应用时,其鲁棒性不高,因此迫切需要一种能够改善低精度捷联惯导系统方位失准角的估计精度且兼具鲁棒性的初始对准方法。提出了一种将H∞滤波用于引入磁航向的低精度捷联惯导系统的初始对准方法,能够解决上述问题。建立了一种引入磁航向的捷联惯导系统初始对准的误差模型,通过可观测性和可控性分析,得出可观可控系统,利用H∞滤波方法对其进行了仿真分析,仿真结果表明,能够改善低精度捷联惯导系统方位失准角的估计精度,并能有效抑制有色噪声及建模误差的影响,将其应用于低精度捷联惯导系统的初始对准是切实可行的。     

Production processes and applications for the passive alignment of microcomponents

Research into structural elements for the passive alignment of microcomponents is an essential part of the framework of the collaborative research center 440 (SFB 440). For this purpose, V-groove structures for the passive alignment of cylindrical microcomponents are in a first step examined theoretically. The theoretical results are then validated by experimental testing. The use of ultra precision engineering processes, such as diamond machining, for the production of passive alignment structures is then introduced and the alignment precision of these structures is measured by the use of glass fibres representing the cylindrical microcomponents and acting as light sources for the optical observation of the alignment accuracy. In addition, these structures are compared with alignment structures which are fabricated through lithographic and micro-electroplating processes.     

基于惯性系的旋转式惯导系统快速对准算法

针对船舶大幅角晃动和线运动等复杂干扰,导致旋转式捷联惯导系统初始对准性能下降的问题,设计了基于惯性系的旋转式捷联惯导系统快速初始对准算法.针对旋转式捷联惯导系统的误差特性,设计了基于惯性系的粗对准方案;并提出了一种改进的罗经对准算法,达到缩短对准时间和提高对准精度的目的.仿真实验证明:该方法可以实现快速初始对准,7 min航向精度达到1.35′.     

多视角级联回归模型人脸特征点定位

针对人脸姿态偏转较大导致人脸特征点定位精度低的问题，提出了多视角人脸特征点定位算法，采用随机森林局部学习与全局线性回归相结合的级联姿态回归（Cascaded Pose Regression，CPR）人脸特征点定位模型，在不同的人脸姿态视角下建立不同的模型，以多模型代替单一模型来提高人脸特征点定位的精度。首先采用CPR模型对不同视角下的人脸建立不同的模型；然后采用多视角生成模型（Multi-View Generative Model，MVGM）来评估输入人脸图片的姿态；最后根据评估的姿态选择相对应的模型，进而实现特征点的精确定位。仿真实验结果表明，相比于现有的几种人脸特征点定位算法，所提算法实现了更精确的定位效果。     

基于多信息算法融合的电子元件精准装配研究

机器人是现代化工业制造与生产的重要装备之一。随着市场需求向小批量、多品种和柔性化方向快速发展,基于多信息融合的机器人协作系统将为高端精密制造产业赋能。该研究着眼于精密电子元件装配领域,聚焦手眼系统的精准对位和精密插装技术,通过建立待插元件与非均质薄板的接触状态模型,分析其双重位移融合的力位运动特性,并结合视觉检测与跟踪技术,提出一种融合视觉、力觉和编码器信息的复合型控制算法。基于电子元件装配平台,该研究进行了元件插装对比实验和信息融合算法的装配实验,结果表明,对齐阶段的定位精度在 0.185 pixels 以内,装配阶段的接触状态判定和调节算法保障了元件与插槽的安全有效装配。     

考虑转台定位误差时的快速自对准方法研究

捷联惯导初始对准精度直接影响到惯导系统的工作精度,传统自对准方法对转台定位精度要求较高,转台存在定位误差时严重影响自对准精度。提出了一种考虑转台定位误差条件下的捷联惯导快速两位置自对准方法,根据对准位置与旋转过程中的惯导相邻时刻输出信息小幅慢变的特点,通过引入中间坐标系,实现实际旋转角度的精确跟踪和导航误差实时更新计算,辨识出初始姿态角误差,并根据对准精度要求对辨识结果迭代修正,从而实现动态条件下的高精度寻北。对该算法在静、动态环境下的寻北性能进行了实验验证,实验结果表明:静态环境下寻北精度的1倍标准差为18.3248″,动态环境下寻北精度的1倍标准差为32.633 07″,对准精度与计算速度均满足要求,能够有效克服转台定位误差对自对准精度的影响,具有一定的工程应用价值。