文档介绍：中北大学
硕士学位论文
低成本高精度角位移测量系统研究与设计
姓名:徐建华
申请学位级别:硕士
专业:测试计量技术及仪器
指导教师:杨瑞峰
20080510
低成本高精度角位移测量系统研究与设计摘要在航空、航天、船舶、国防等领域中,常常要求对角度进行快速精密测量,以便迅速调整被测物体的姿态、方位或可靠检测被测物体的角位性能。角位移测量是这类调测系统的重要组成部分,同时也是实现其它控制功能的基础。论文首先阐述了课题的研究背景、目的和意义,然后介绍了国内外角位移测量技术发展现状,通过分析比较,提出了利用“旋转变压器峤鞘肿;黄”构成的低成本鉴幅型跟踪测角设计方案。该系统能够用于范围内角位信息的动态测量,。软件部分采用了牖惚嗟幕旌嫌镅员喑谭绞剑?榛设计使得程序易于修改和升级。论文对系统的误差进行了详细分析,研究了各种误差来源并推导出具体表达式和数学关系,为减钡角系统误差、提高测角精度提供了理论依据;针对误差的消除提出了有效的抑制和补偿措施。本文在分析测角系统结构的基础上,建立了轴角转换电路的数学模型,并对系统在位移、速度、加速度等信号作用下的动态特性进行了仿真,结果证明系统是一个型系统。最后,完成了系统的软硬件调试,实验表明系统总体工作稳定可靠、实时性强。关键词:角位移测量;旋转变压器:;误差分析
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论文作者签名:—芏景虸拯建娄妒占.§原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在指导教师的指导下,独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明的关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定,其中包括:①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件;②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文;③学校可允许学位论文被查阅或借阅;④学校可以学术交流为目的,复制赠送和交换学位论文:⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容C苎宦畚脑诮饷芎笞袷卮斯娑。签法律责任由本人承担。名:日期:
第一章绪论中北大学学位论文研究来源、目的及意义角位移测量技术是几何量测量技术的一个重要组成部分,在国民经济和国防建设中具有广泛的应用和重要的作用,如:飞机、舰船、火箭、飞船常用惯性导航仪表来保证航行方向角的准确性;弹道式导弹的发射需要掌握发射点和落点的方位角;火炮以对其垂直角和水平角的控制,保证命中目标。随着科学技术的不断进步,尤其是电子测量仪器的迅速发展,角位移测量技术也在不断地精益求精、更新换代,它已从传统的人工测量向由微处理器控制的测量方向发展,以实现任意采样、逻辑判断、误差补偿等人为行为的机器化,使测量系统具有了功能全、自动化程度高、更新能力强等特点。采用微处理器参与控制和进行数据处理,已经成为提高测角系统可靠性,增强测角系统功能和实现自动化测试的重要手段之一。课题来源于横向合作项目。在此类项目的研制过程中发现:某些武器系统特别是在其计量检定设备中,角位移的测量占有非常重要的地位,应用相当广泛。这些应用主要可以归纳为四个方面:⒐咝云骷捌洳馐陨璞福、定位定向设备;⒁2飧偕备;⒆ㄓ霉ひ丈璞浮L乇鹗枪咝云骷馐陨璞傅淖酆现副旰头窒钪副昊径际墙嵌量,因此进行具有通用功能的角位移测量系统的研究很有必要。国内外角位移测量技术发展现状目前,世界上研究和生产角位移测量仪器的国家和厂家很多:诸如德国的公司、尽公司、日本的多摩川公司、三丰公司,以及英国、瑞士和俄罗斯等国家的众多研究机构和厂家【俊F渲幸訦阶罡撸分肿钊ǎ翘峁└种角位测量方案中的佼佼者。而日本的多摩川公司因为拥有秒超精密角度计测装置和超精密角度分割装置,生产的测角传感器精度很高,在亚洲国家中应用广泛。建国伊始,我国连简单的多而棱体都要进口,在测角技术领域曾一度落后。但是,经过研究人员半个世纪的努力,我国已逐步建立健全了自己的角度计量基准,并对角度
中北大学学位论文测量的理论、方法和技术进行了深入的研究,研制出多种测角仪器,基本满足了经济建设和国防建设的需求【。现在,我国从事角位移测量装置方面研究的厂家和科研院所主要包括研究和生产测角微特电机的昆明机床厂、武汉重型机床研究所,航天部龋研究光栅传感器的长春光机所和清华大学;研究数显及变送装置的北京飞博尔电子有限公司等。综上所述,可知目前国内外角位移测量技术领域的发展已经比较成熟,如果以历史上出现的先后顺序划分,可以将角位测量方法分为传统测角方法和现代测角方法两种。.巢饨欠椒―传统的角位测量方法主要有机械式和电磁分度式两种。机械式