数显分度转台的动态误差修正及检定系统研究

发布时间：2017-09-06 15:49

  本文关键词：数显分度转台的动态误差修正及检定系统研究

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【摘要】：转台在航天、航空、武器系统和民用生产中都有着重要的作用,作为转台的一员——数显分度转台,在各个领域也有着重要的运用。其指标的优劣会对各个领域的生产与发展造成影响,所以对于转台性能指标的研究具有学术价值和生产意义。在数显分度转台众多指标中,测角精度一直是研究的重点。本文针对转台测角精度问题,进行了动态测角误差的分析,并结合误差修正理论进行了误差补偿的研究。本文研究的主要内容为:1)本文对会造成数显分度转台测角精度下降的各种因素进行了分析,包括了测角传感器带来的误差、转台偏心带来的误差、转台主轴回转带来的误差和摩擦力带来的影响。2)本文结合动态测量理论、误差修正理论对数显分度转台的动态测角误差进行了理论研究。理论研究包括了转台误差的分离技术、误差修正的理论基础、误差模型的建立、测量数据预处理、数据的拟合方法等等。3)为了进一步研究数显分度转台,本文将时栅数显分度转台作为具体的研究平台,对其误差来源进行分析,并结合误差修正理论设计出误差修正系统。4)本文以时栅数显分度转台为实验平台设计出一套动态测角误差检定系统。整个系统采用了软件和硬件分开设计,在硬件设计中运用了从顶置下的设计思想,在软件设计中运用了模块化设计思想,并且结合相应的原理图、程序流程图和程序代码对系统硬件和软件方案进行了一一阐述。5)本文采用理论和实验相结合的方式,结合误差检定系统进行了误差修正实验的研究。
【关键词】：数显分度转台 动态测量 误差修正 时栅传感器 曲线拟合
【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH712
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-13
• 1.1 课题研究意义9-10
• 1.2 课题研究背景10-12
• 1.2.1 转台技术的发展10-11
• 1.2.2 动态测角技术的发展11-12
• 1.3 论文的安排12-13
• 2 数显分度转台误差修正理论基础13-25
• 2.1 数显分度转台的误差分析13-17
• 2.1.1 测角传感器误差13-14
• 2.1.2 转台偏心误差14
• 2.1.3 主轴回转误差14-16
• 2.1.4 摩擦力的干扰16-17
• 2.2 转台误差分离方法17-22
• 2.2.1 两步法误差分离17-18
• 2.2.2 反向法误差分离18-19
• 2.2.3 三点法误差分离19-20
• 2.2.4 多步法误差分离20-22
• 2.3 时栅数显分度转台动态测角误差分析22-24
• 2.3.1 动态测量及动态误差22
• 2.3.2 时栅传感器与时栅数显分度转台22-23
• 2.3.3 时栅数显分度转台动态测角误差23-24
• 2.4 本章小节24-25
• 3 误差修正模型研究25-37
• 3.1 测量数据预处理25-26
• 3.1.1 数据的截断和采样25
• 3.1.2 粗大误差的剔除25-26
• 3.1.3 数据的辨识与检验26
• 3.2 测量数据的拟合26-28
• 3.2.1 测量数据的数学表达26-27
• 3.2.2 误差曲线的拟合27-28
• 3.3 插值法的曲线拟合28-31
• 3.3.1 拉格朗日多项式差值29-30
• 3.3.2 分段线性插值30
• 3.3.3 三次样条插值30-31
• 3.4 最小二乘法曲线拟合31-33
• 3.4.1 多项式拟合32-33
• 3.4.2 三角函数拟合33
• 3.5 时栅数显分度转台动态测角误差修正系统33-35
• 3.6 本章小节35-37
• 4 时栅数显分度转台动态误差检定系统的硬件设计37-49
• 4.1 系统硬件的整体设计37-38
• 4.2 微控制器单元电路设计38-41
• 4.2.1 LPC1768最小系统中的相关电路设计38-39
• 4.2.2 串.模块电路设计39-40
• 4.2.3 数据存储单元电路设计40-41
• 4.3 步进电机驱动单元设计41-44
• 4.3.1 步进电机的驱动电路41-42
• 4.3.2 基于L297/298芯片的步进电机驱动电路42-44
• 4.4 系统的电源电路设计44-46
• 4.4.1 基于LM7805C的 5V稳压电源电路设44-45
• 4.4.2 3.3V稳压电路45-46
• 4.5 本章小节46-49
• 5 时栅数显分度转台动态误差检定系统的软件设计49-61
• 5.1 系统软件整体设计49-51
• 5.1.1 模块化软件设计思想49-50
• 5.1.2 系统的整体软件结构50-51
• 5.2 Rs232串.通信设计51-54
• 5.2.1 LPC1768串.初始化设计51-53
• 5.2.2 LPC1768串.读、写设计53-54
• 5.3 数据存储模块软件设计54-56
• 5.3.1 LPC1768中I2C初始化设计54-55
• 5.3.2 LPC1768中I2C发送与接受设计55-56
• 5.4 步进电机控制软件设计56-59
• 5.4.1 步进电机速度控算法56-57
• 5.4.2 软件实现方案57-59
• 5.5 上位机界面59-60
• 5.6 本章小节60-61
• 6 实验研究61-67
• 6.1 实验搭建与调试61-64
• 6.1.1 实验平台的搭建61-62
• 6.1.2 步进电机控制电路板的调试62-63
• 6.1.3 串.调试63-64
• 6.2 误差修正实验研究64-65
• 6.2.1 时栅数显分度转台的误差修正实验数据64-65
• 6.2.2 时栅数显分度转台误差修正实验结论65
• 6.3 本章小节65-67
• 7 总结与展望67-69
• 7.1 总结67
• 7.2 展望67-69
• 致谢69-71
• 参考文献71-75
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果75

【参考文献】

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本文编号：804039