基于双光束激光干涉仪的微动平台六维位姿测量建模与误差分析

发布时间：2024-03-23 20:13

　　为解决微动平台末端六维位姿的高精度测量问题,研究基于双光束激光干涉仪的位姿测量方法。利用空间正交布置的三台双光束激光干涉仪,测量微动平台上3个待测平面的线位移和角位移,通过测量系统的数学模型计算得到微动平台的六维位姿。建立了测量系统的数学模型,设计了高精度的简化求解方法,分析了各系统误差对测量结果精度的影响,为建立微动平台高精度位姿测量系统提供了理论基础,并成功应用于实际微动平台的标定。

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【部分图文】：

▲图1双光束激光干涉仪测量模型

激光跟踪仪的测量原理如图1所示。两束平行的激光相互独立地测量照射点的线位移s1和s2,经过计算可得到两个照射点连线中点(即待测点)处待测表面的线位移和角位移。即:

▲图2测量系统模型

本文通过三个正交布置的双光束干涉仪,测量三个线位移增量和角位移增量,经过运算获得上述位姿矩阵。测量系统的数学模型如图2所示。A、B、C三个平面为微动平台末端的三个正交的待测平面,分别与刚体初始状态下的动坐标系o-x′y′z′中x′oz′,y′oz′,x′oy′三个面相平行。建立姿....

▲图3迭代算法结果

下面处理三个线位移,以q1为例,移项可得:其余两个方向同理可得,由上一步已经获得了精确的欧拉角信息,可利用简单的矩阵运算求出待测的线位移Δx,Δy,Δz。即:

▲图4激光干涉仪的误差模型

由(7)、(8)两式可知,其余安装误差是通过影响三个激光干涉仪测得的线位移和角位移q1、q2、q3、θ1、θ2、θ3的精度,从而对刚体的六维位姿测量结果产生直接影响。因此,下面从几何角度对安装误差给测量值精度带来的影响进行分析。安装误差因素主要有三种:激光干涉仪测量激光....

本文编号：3936407