五轴数控机床运动误差建模与测试技术

针对双轴旋转工作台五轴数控机床,运用齐次变换矩阵建立了机床运动误差模型,并得到了相应的简化模型.为了测量双轴转台五轴数控机床的运动误差,提出一种基于双球杆仪的五轴机床运动误差分离方法.此方法通过控制数控机床的运动,使机床的任意1个旋转轴与2个直线轴构成三轴联动而另外2个轴保持静止,据此设计了6种机床运动轨迹来测量误差.在测量过程中采用双球杆仪来测量主轴与工作台之间的相对距离,将所测特定位置处的长度值代入误差模型即可得出机床的运动误差.该方法大大简化了数学模型的计算和误差分离的整个过程.仿真分析表明:此方法可以精确地分离出五轴数控机床的旋转工作台的所有8个运动误差,是一种非常有效而简便的五轴数控机床运动误差测量方法.     

某姿态测量系统标定用转台指向误差补偿

为提高某姿态测量系统的标定精度,对其标定设备三轴转台的指向误差补偿方法进行研究.分析了影响指向误差的因素;基于多体系统运动学基本原理,阐述了转台系统拓扑结构的低序体阵列,并推导出相邻两体间的低序算子;进而建立关于转台三个回转轴线平均线夹角的指向误差模型;通过仿真研究了各误差项对指向误差的影响规律;最后介绍了误差模型参数的测量方法.误差补偿实验验证了方法的有效性和可行性.     

Research on identifying the dynamic error model of strapdown gyro on 3-axis turntable

Gyro calibration technology is the key technologyin enhancing navigation system accuracy[1~4].The in-ertial unit in the strapdown inertial navigation system ismounted on the space vehicle directly;its dynamic er-rors are the main error sources of the strapdown inertialnavigation system.Gyros are the angular velocity sen-sors and key unit in the strapdown inertial system.Therefore establishing the dynamic error model of gyroand identifying the error model coefficients are of greatimportance for…     

车载稳瞄转台轴系误差建模与分析

针对两轴两框架转台的结构,分析了影响系统误差的误差源,指出了影响其稳定精度和跟踪精度的运动误差。通过对该转台轴系回转误差的数学建模与分析,并通过MATLAB仿真,得到了轴系回转误差即俯仰角偏差、方位角偏差及其变化率随俯仰角和方位角的变化曲线和轴系误差的分布规律函数,为设计阶段进行误差的分配提供了理论依据。     

轴仿真转台指向误差的建模研究

运用杆、副误差矩阵来描述三轴仿真转台的各项误差,详细阐述了三轴仿真转台的坐标系建立过程,建立了三轴仿真转台指向误差的数学模型,为进行三轴仿真转台的精确度分析奠定基础.     

坦克瞄准精度测量系统设计与精度分析

针对坦克火控系统的瞄准精度的检校需求,设计了一套坦克瞄准线与坦克火炮轴线之间平行度误差的测量装置~[1]。采用准直激光光束模拟坦克瞄准线和火炮轴线,利用CCD摄像系统结合MATLAB图像处理技术对靶面图像进行采集,进而对激光光斑质心进行提取。根据两次测量所得到的质心位置坐标间距之差,计算出两轴线在水平方向和铅垂方向上的位置偏移量,实现对坦克火控系统瞄准误差的检测。结果表明,该系统的测量精度小于0.07mil,满足实际检测的需要。     

某姿态测量系统标定用转台指向误差补偿

为了提高某姿态测量系统的标定精度,研究了其标定设备三轴转台的指向误差补偿方法。分析了影响指向误差的因素;基于多体系统运动学基本原理,阐述了转台系统拓扑结构的低序体阵列;推导了相邻两体间的低序算子;进而建立了关于转台三个回转轴线平均线夹角的指向误差模型;通过仿真结果研究了各误差项对指向误差的影响规律;最后介绍了误差模型参数的测量方法。误差补偿实验验证了方法的有效性和可行性。     

一种基于时空统一校正光电经纬仪交会融合算法

为跟踪近距离空中运动目标,采取双站光电经纬仪进行交会处理的方向余弦融合算法,详细分析了工程运用中各种误差产生的原因及处理方法、数据融合进行时间和空间统一的校正方法以及对缺失数据进行交会前后的插值方法,最后通过对实际运动汽车在Matlab环境下进行计算。计算结果表明,运用该算法可有效实现交会处理的空间和时间的一致性,跟踪误差得到了修正;通过得到的目标位移和线性插值,解决了数据缺失问题。     

汽车主销后倾测量模型误差分析及标定方法

针对四轮定位仪采用线性模型测量主销后倾的误差问题,建立了精确的测量模型。根据该模型得出影响主销后倾测量精度的因素为主销内倾、车轮外倾及转角盘转角。分析了由主销内倾产生的测量误差,得出当主销内倾大于10°时线性模型不能进行准确测量的结论。为解决无法检定校准四轮定位仪测量主销倾角结果的现状,提出了在汽车纵横两平面内主销倾角独立生成的检定原则,研发了四轮定位仪检定装置。试验表明:受检四轮定位仪当主销两倾角均大于15°时,其测量误差大于10′,存在零点和线性度系统误差,且系统误差随主销倾角的增大而增大,从而解决了测量主销倾角量值检定的问题。     

RTX的三轴仿真转台实时控制软件设计与实现

本文以实际应用为背景,针对三轴仿真转台控制系统实时性,稳定性需求,研究了基于RTX的实时控制系统的设计和实现方法.依据RTX实时控制的基本原理,并根据转台控制系统要求,采用“Windows+RTX”综合软件平台,设计并实现了转台控制系统实时软件.实验证明,基于RTX的三轴仿真转台实时控制软件达到了系统的设计指标,实时性...     

基于Kalman滤波算法角度测量信号融合技术研究

针对车载激光通信转台姿态角控制中陀螺仪传感器存在漂移误差等问题,提出了以陀螺仪传感器和加速度传感器作为测量元件对车载转台的姿态角进行测量的方法,并在MATLAB软件平台上建立卡尔曼滤波器将传感器采集的信号进行融合,以加速度传感器输出的姿态角信息对陀螺仪测量的姿态角进行修正、补偿,以提高姿态角测量的精度。通过建立试验系统完成测试,结果表明：应用Kalman滤波算法对陀螺仪和加速度传感器信号进行融合后,有效地减小姿态角的测量误差,为准确获得转台姿态角信息提供了理论依据。     

A Method of Precision Testing Relative Relation of Space Points and Its Application

In response to the high requirements of industrial precision test, presenting a method of testing relative relation of space points was studied. The spatial-coordinate testing system was established by using high precision theodolites and horizontal staff. The related test was conducted with the use of the space intersection and the precision was evaluated based on the error of baseline. In the practical application of radar-development base, the relative relation of space points was implemented by using electronic theodolite and horizontal staff, which can be easily operated. Furthermore, it can be conveniently used to test small areas where the instruments are difficult to be installed and for high industrial requirements of precision test. The test results can fully meet the strict industrial requirements.     

顶空无盲区跟踪的舰载倾斜三轴雷达的研究

从工程实际出发，分析了俯仰不严格水平对雷达测角系统的误差，提出了倾斜三轴的雷达天线座结构形式，讨论了倾斜角度的取值范围，推导出各轴旋转的角度公式，对船摇及目标运动引起的各轴角速度和角加速度的变化给出了切实可行的计算方法，计算和仿真表明，这种结构在工程上可以做到较高的角度跟踪精度，能达到波束无倾斜和全空域跟踪无盲区，并指出此系统可以减少俯仰轴的最大转动角，从而降低系统对俯仰轴的角速度和角加速度的技术要求。     

光电经纬仪利用雷达距离数据实现单站定位方法研究

为了解决经纬仪快速定位问题,提高其使用效率,提出利用在光电经纬仪附近同站住两维雷达距离测量数据,结合光电经纬仪俯仰角测量数据,将雷达测量的相对于目标的距离数据转换到经纬仪相对于目标的距离数据,从而实现单站定位方法.经过误差分析表明,定位精度小于5m,满足对目标定位精度要求.同时经纬仪不需要与其它经纬仪交会即可对目标定位,减小了经纬仪对布站的限制.     

Numerical Modeling of a New Flight Simulator Enabling Continuous 360-Degree Spinning and Translational Motion

一种新型可实现360°旋转和平动的飞行模拟器的数值模拟

周跃发¹,李涛¹,毕再林¹,周文博²,陈群凯¹,张治勇1

（1.哈尔滨工程大学 航天与建筑工程学院,哈尔滨 150001;

2.伦敦大学学院 心血管工程实验室,英国）

摘要：

本文提出一种新型的飞行模拟器,介绍了基于逆运动学方法和Newton-Euler方法的模型,对模拟器的运动学和动力学进行理论分析,并在Simulink平台上进行仿真分析。理论和仿真结果表明,该飞行模拟器不仅可以实现六自由度运动,而且座舱可以实现360度空间旋转,在较大程度上恢复了飞机在空中飞行的复杂运动。飞行模拟器有助于飞行员在实验室获得更好的训练,本文的研究成果对飞行模拟器的设计和分析有一定的参考价值。

关键词：三轴转台;多自由度;飞行模拟器;牛顿-欧拉方程;数值模拟

     

三维图形绕坐标轴连续旋转的算法与实现

在三维图形处理软件中，用户习惯采用把实体分别绕三个坐标轴旋转以实现连续旋转的界面交互方法，这需要知道三个轴和三个角度，编程实现比较烦琐，为此，提出了一种新的解决方案，即根据实体绕三个坐标轴旋转的角度及先后顺序，依据提出的三个运算公式计算得到一个旋转轴和旋转角度，再根据该旋转轴和旋转角度对物体实施旋转.在编程中，比采用四元数连乘方法计算出一个旋转轴和旋转角度有更高的运算速度，方便程序实现，便于用户界面交互.     

基于模糊规则切换的转台伺服系统研究

以三轴转台伺服控制系统为研究对象,设计了一种基于模糊规则切换的模糊控制和模糊PID控制相结合的复合控制器.该控制器具有模糊控制超调量小、稳定性和鲁棒性好以及PID控制快速性、精度高的优点;基于模糊规则的切换保证了2种控制方法之间的平滑过渡,避免了阈值切换导致的系统不稳定.仿真结果表明,与传统PID控制相比,该复合控制方法能够有效提高三轴转台伺服控制系统的动态性能和鲁棒稳定性.     

经纬仪一次水平测角极限误差的检测

论述了经纬仪一次水平测角极限误差的概念，并对其进行了理论分析和实际检测，二者的结果相一致．     

测深测速垂线的定位误差分析

流速-面积法流量测验中,测深测速垂线的定位是流量测验的前提。本文对断面索法和经纬仪测角交会法的定位误差进行了较详细的推导和分析,并指明了减小定位误差的途径。     

圆柱与圆锥正交时的相贯线

讨论圆柱与圆锥轴线成正交时相贯线的范围和用解析法确定相贯线上特殊点的位置,从而可以准确地画出它们的相贯线。