收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

单站式激光跟踪坐标测量系统研究

张亚娟  
【摘要】:单站式激光跟踪系统是一种测量精度高、测量范围大的三坐标测量系统。本文对系统的建模、‘鸟巢’坐标标定、误差分析和补偿、伺服控制等关键技术进行了研究。建成了一套具有测量功能的单站式激光跟踪仪,为开发具有自主知识产权的大范围、高精度跟踪测量产品奠定了基础。所做工作总结为以下几个方面: 搭建了回转精度高、机械结构误差小的激光跟踪系统。提出了根据反射光轨迹调节跟踪转镜位置误差和光线对准误差的方法。以DSP芯片为控制核心,搭建了直流电机的数字化伺服控制平台,并编写了便于调试的上位机软件。为研究单站式激光跟踪系统的关键技术创造了条件。 建立了只包含两个未知参数的系统数学模型,仿真验证了模型的正确性。 创立了采用约束球面标定‘鸟巢’坐标的原理。克服了现有的直线约束标定法和平面约束标定法原始误差大、误差传递系数高、抗噪性能差、收敛域较窄的缺点。 设计了采用三坐标测量机和Renishaw QC20-W球杆仪对‘鸟巢’坐标进行球面约束标定的实验装置。实验结果表明球面约束标定法比直线约束标定法和平面约束标定法标定精度更高。 分析了单站式激光跟踪系统的各项误差源并提出了误差补偿方案。建立了包含回转轴线异面距离和镜面安装偏心的标定模型和误差补偿模型。对误差补偿方法进行了仿真和实验。实验结果表明,误差补偿后系统的测量精度提高了38%。 推导了激光跟踪系统的位置敏感元件对目标镜位移的运动感知数学模型,实现了跟踪系统两回转轴跟踪量的解耦。 在复合控制的基础上,为控制系统的位置环添加模糊调节器,建立了综合控制器。实验结果表明综合控制器使系统跟踪目标时的脱靶量相对于复合控制器减小了80%,跟踪速度提高了35%。 对本文所建立的跟踪控制系统进行了跟踪范围测试实验、重复性精度检测实验、单轴测量精度检测实验、综合测量实验以及不同目标镜的光程差检测实验。实验结果表明,跟踪系统能够在3.2m的范围内对以高达0.5m/s速度运行的目标实现跟踪测量。与双频激光干涉仪的对比测长实验表明,系统在3.2m内的测量误差为±8.5μm。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 东南;激光跟踪装置[J];应用光学;1995年06期
2 李田泽,戴金符,王振环;激光跟踪测距光学系统设计[J];红外技术;2001年06期
3 赵转萍,吕晓明,郑叔芳,张如鹏;运动目标六自由度单束激光跟踪测量方法研究[J];仪器仪表学报;2001年S1期
4 刘永东,王佳,胡朝晖,梁晋文;距离法运动目标激光跟踪测量系统的研究[J];光学仪器;2001年03期
5 王更新;激光跟踪计测系统简介[J];航空计测技术;1995年03期
6 陈晓荣,蔡萍,陈淑芬,施文康;卡尔曼滤波在激光跟踪测量系统中的应用[J];光学技术;2004年01期
7 刘永东,王佳,梁晋文;动态目标全姿态激光跟踪测量[J];激光与红外;1999年03期
8 张国雄,李杏华,林永兵;多路法激光跟踪干涉测量系统的研究[J];天津大学学报(自然科学与工程技术版);2003年01期
9 张锐,田凯,李文秀;一种激光跟踪测量中的滤波算法[J];哈尔滨工程大学学报;2002年02期
10 陈勇;祝天瑞;李焕功;;四象限探测器测角算法分析与改进[J];激光与红外;2009年06期
11 胡朝晖,王佳,刘永东,梁晋文;纯距离法激光跟踪坐标测量系统的布局与仿真[J];光学技术;2000年05期
12 陈曦;;激光跟踪三维坐标测量系统中猫眼光学误差的测量[J];承德石油高等专科学校学报;2006年03期
13 关振华;电子工业部第十一研究所激光跟踪课题组首次实现了激光"四象限边缘跟踪"[J];激光与红外;1995年01期
14 肖作江;安志勇;曹维国;石利霞;李丽娟;;基于激光跟踪原理的铅垂面共面度测量新方法[J];半导体光电;2008年04期
15 王亚伟;周维虎;王中宇;丁蕾;;激光跟踪测量系统大气折射率修正方法[J];光电子技术;2011年02期
16 冯龙龄,邓仁亮;四象限光电跟踪技术中若干问题的探讨[J];红外与激光工程;1996年01期
17 汤正兴;激光跟踪测距中的测量检测技术[J];激光技术;1997年06期
18 汤正兴;小型激光角跟踪测量系统[J];激光与红外;2000年03期
19 孙墨筠;傅子平;;四象限探测系统中的全息透镜[J];北京邮电大学学报;1987年02期
20 牛鎏;孟飙;范玉青;;基于激光跟踪的数字化装配定位原型系统设计[J];现代制造工程;2007年11期
中国重要会议论文全文数据库 前9条
1 李刚伟;邱宗明;卢刚;;动态目标三维激光跟踪测量仪[A];制造技术自动化学术会议论文集[C];2002年
2 付跃刚;刘智;张磊;刘智颖;温大吉;;四种用于跟踪的探测器比较与分析[A];第七届青年学术会议论文集[C];2005年
3 张丽;吴兴锁;;某发动机低压涡轮长轴内型面测量系统研究[A];2008年航空试验测试技术峰会论文集[C];2008年
4 崔希民;;现代三维工业测量研究现状与应用前景分析[A];全国“三下”采煤学术会议论文集[C];2008年
5 张国雄;裘祖荣;;测试技术的社会作用及发展方向[A];全国生产工程第九届年会暨第四届青年科技工作者学术会议论文集(一)[C];2004年
6 张俊生;林家明;曾嫦娥;沙定国;;二维空间角发生器的理论分析及测量技术研究[A];2004全国光学与光电子学学术研讨会、2005全国光学与光电子学学术研讨会、广西光学学会成立20周年年会论文集[C];2005年
7 闫勇刚;欧阳健飞;马强;杨红果;徐赫洋;;光靶自动跟踪装置结构设计[A];2007年先进激光技术发展与应用研讨会论文集[C];2007年
8 肖非常;聂运义;马超君;;浅析交互式电子白板在课堂教学中的应用研究[A];信息技术环境构建与教学应用[C];2009年
9 庄斗南;陈滔略;于桂秋;庄晓东;汪蓉;;高重复率铒玻璃激光器及其应用[A];上海市激光学会2005年学术年会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 张亚娟;单站式激光跟踪坐标测量系统研究[D];天津大学;2012年
2 李杏华;激光跟踪系统的设计[D];天津大学;2003年
3 赵树忠;提高激光跟踪三维坐标测量精度的研究[D];天津大学;2007年
4 张连新;基于多智能体技术的机器人遥控焊接系统研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵宇宸;激光跟踪测距系统研究[D];长春理工大学;2013年
2 刘欣丽;激光跟踪系统设计及改进[D];天津大学;2004年
3 龙飞;大型加工机床刀具空间坐标的激光定位研究[D];武汉理工大学;2012年
4 徐凤;基于激光跟踪原理的飞机形面测量技术研究[D];长春理工大学;2007年
5 吴铁东;异形件逆向工程实现技术研究[D];长春理工大学;2008年
6 朱凌建;外置式激光跟踪测距方法的研究[D];西安理工大学;2004年
7 刘丽亚;激光跟踪系统改进及定位站自标定的探讨[D];天津大学;2006年
8 周春艳;激光跟踪控制系统的设计[D];天津大学;2007年
9 陈曦;激光跟踪系统设计[D];天津大学;2007年
10 李刚伟;外置式激光跟踪测量系统的研究[D];西安理工大学;2003年
中国重要报纸全文数据库 前6条
1 佳;COMBO身影再现[N];计算机世界;2002年
2 彭;微软展示人机交流新技术[N];电脑商报;2008年
3 仲子昭;无人机:德“西莫斯”要超美“火力侦察兵”[N];中国国防报;2006年
4 麦迪信;血液流动促进心脏“发育”[N];医药经济报;2003年
5 李晓舟、特约通讯员 刘贵增;战术运用灵活 官兵素质过硬[N];解放军报;2003年
6 陈丹;粒子加速器未必是庞然大物[N];科技日报;2002年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978