大型光电经纬仪跟踪架水平轴系的结构设计

光电经纬仪跟踪架轴系精度的保证是整个光电经纬仪精度的基础;光电经纬仪跟踪架的水平轴系承担着光学分系统和部分探测分系统,安装器件多、结构复杂、设计难度大,精度难以保证。首先给出水平轴系的组成和结构形式,然后对轴系精度的影响因素进行了分析,并根据分析,进行了主镜口径1 m的大型光电经纬仪跟踪架水平轴系的结构设计和校核;并针对所设计的结构形式进行了轴系的精度分析和计算,保证水平轴系晃动误差≤2″。     

光电经纬仪跟踪架水平轴系设计及精度分析

光电经纬仪跟踪架的轴系精度直接决定着整个设备的测量精度.针对主镜口径1m的光电经纬仪跟踪架的水平轴系,对水平轴系精度的影响因素进行了分析,通过相应设计及计算,得到跟踪架水平轴系的晃动误差RMS值≤1”,并通过对水平轴系的精度检测验证了上述结论,实现了高精度轴系的设计要求.     

经纬仪操作手训练模拟器结构设计

光电经纬仪有很高的测量精度,操作者如果不能稳定熟练地操作,它就无法完成测量任务。文章根据用户提出的需求,设计了经纬仪操作手训练模拟器。先确定了模拟器总体的结构形式和工作原理,并利用三维设计软件solidworks对其进行了结构设计与建模。其中机械结构设计,主要是轴系的设计及轴系精度的定量分析。通过计算轴系误差,从而验证了结构设计的合理性和可行性。     

某复合告警系统的轴系精度分析

分析了影响光电告警设备轴系精度的各种因素,对某型复合式告警设备的轴系精度进行了研究分析。提出将理论分析与实验校核相结合的研究方法应用于一种复合式车载小型导弹告警跟踪设备的轴系分析研究中。重点解决了常规分析中仅对实轴系误差的径向调平与晃动误差Δc、轴向窜动误差Δs及回转运动时的主轴角运动误差Δr进行分析的问题,提出将系统中的视轴误差(照准差Δp和视轴晃动误差)精度也作为轴系精度理论分析模型参数的观点。此方案在某型在研告警跟踪设备的轴系设计与分析中进行了理论与实验的对比研究,其最大误差可控制在3.2″以下,完全满足系统轴系精度设计要求。该轴系精度分析模型可用于其他小型光电跟踪设备中。     

1m望远镜俯仰轴系精度分析

望远镜俯仰轴系承载着主光学系统和部分探测分系统,其轴系随机晃动值的大小直接影响望远镜最终的使用性能.为了提高其轴系精度和改进其轴系结构,以1m望远镜为例,讨论了俯仰轴系中存在各项误差,并定量分析了由构成轴系零件的形住误差造成的轴系在回转运动时的晃动误差,得到结构变形是轴系精度的最主要因素.通过1m望远镜的检测结果来看对1m望远镜俯仰轴系的精度分析和结构设计是合理的.     

空间相机偏流调整旋转轴系的设计与精度分析

为提高空间相机的摄影精度和偏流角的控制精度,应用刚度较强的外筒机座平面作为轴系止推轴承轨道平面,设计了双径向与轴向复合约束力封闭式旋转轴系结构,其结构具有质量轻、转动灵活、回转精度高等特点.讨论了影响轴系旋转精度的诸多误差因素,如轴向窜动误差,角度摆动误差等,并定量分析了构成轴系零件的形位误差引起旋转轴系在回转运动中的晃动误差.通过对轴系晃动误差的检测,验证了所选用的轴系精度为3.8″,满足了总体技术指标在5″以内的要求.     

水平式激光发射系统指向误差的修正

为修正由轴系误差引起的水平式激光发射系统的指向误差,借鉴经纬仪视轴指向误差的修正方法--单项差法和坐标变换法,建立了激光发射系统指向误差的修正模型,得到了轴系误差在激光发射光路中的传递规律.介绍了系统光机结构及建模理论,导出了反射镜的作用矩阵.通过建立水平式跟踪架笛卡尔坐标系,将激光光束看作空间内一单位矢量,并借助矢量...     

高精度光电轴角编码器轴系精度设计与测量

为实现高精度光电轴角编码器的精度 ,提出了光电轴角编码器的轴系精度指标 ,并对影响光电轴角编码器精度的主要因素—轴系晃动量的分离测量方法进行了讨论     

轴系晃动与动态靶标精度检测

旋转动态靶标是用来检测大型光电经纬仪跟踪精度和动态精度的设备。为了得到旋转动态靶标轴系晃动与精度的关系,利用旋转向量与坐标系变换理论分析轴系晃动对靶标高低角和方位角的具体影响,并对其误差进行分析。由于靶标的动态精度目前还没有设备能够检测,只能根据分析的结果,用自准直仪对静态的轴系晃动进行测量,然后标定静态的精度,验证了静态轴系晃动对靶标的影响与理论计算值一致性很好,然后通过测量靶标动态的轴系晃动来修正靶标的动态精度。     

光电经纬仪测量误差的实时修正

分析了光电经纬仪的测量误差来源及其影响,采用了星体角度法分离得出各项系统误差,并在此基础上编程实现了对测量结果的实时修正。使用这种方法修正了某型号光电经纬仪的测量数据,并对修正前后的测量精度进行比较,得出的结果表明,该修正方法可以使光电经纬仪的精度从原来的15″左右提高到5″以内,也就是修正效果明显,达到了提高光电经纬仪测量精度的目的。     

金属切削机床主轴运动误差影响的数学分析

在研究金属切削机床加工误差的基础上,针对机床主轴回转运动误差中的径向跳动误差、角度摆动误差和轴向窜动误差,以车床和镗床主轴为例,建立了主轴回转运动误差数学分析模型,从数学几何角度分别对上述主轴回运动城的加工精度影响结果进行了定量分析,并推导出了由此产生的各类加工几何误差不同的数学表达式。通过这些数学表达式可以定量地计算出机床主轴由于回转运动误差产生的加工几何误差数值。     

航天级光电编码器的信号处理系统设计

为了实现航天级光电编码器的小型化,减小航天设备的体积、重量并满足其冷备份要求,设计了具有双读数系统的航天级光电编码器信号处理系统。首先,介绍了双读数系统航天级光电编码器的精码和粗码信号处理方法以及信号处理系统的小型化和可靠性设计;然后,从光电编码器误差产生的原因及空间分布特征出发,对双读数系统航天级光电编码器进行了精度分析;最后,采用比较法,以23位高精度光电编码器作为角度基准,对该光电编码器进行了精度检测。实验结果表明:应用该信号处理系统的双读数系统光电编码器的分辨力为20″,精度σ≤30″。该系统已在工程项目中得到应用,实践表明系统的设计满足航天设备的技术要求。     

空气静压主轴系统的动态参数测试

阐述了现行的测试空气静压主轴系统动态参数的方法及其不足，在此基础上提出了一种新的测试方法，即：测量主轴的端面偏摆量、轴向窜动量、轴心漂移量等方法。笔者指出采用该方法测量的值是误差信号的非失真值，其电信号既可模拟显示，也可经A/D转换输入计算机进行数字信号处理、显示、打印或进行动态校正处理。为分析空气静压主轴系统的动态过程、测试、完善和改进设计提供了真实、可靠的依据。     

摆式陀螺寻北仪的积分测量方法

提出了摆式陀螺寻北仪双次积分测量方法。在粗寻北阶段采用步进法,通过施加外作用消耗系统原有机械能的方式实现快速寻北。在精寻北阶段采用双次光电积分法,通过对陀螺摆动的一个半周期做积分测量后,利用双次光电积分的方式得到陀螺摆动的平衡位置,然后,通过计算来获得子午面与陀螺轴向之间的夹角。进行了一系列相关实验,结果表明:双次光电积分法有效地改善了JT15试验样机的寻北测量精度,使由于测量周期变化造成的寻北误差减小了10倍以上。本方案缩短了摆式陀螺寻北仪的寻北测量时间,提高了寻北测量精度,满足了工程实用的精度和快速性要求。     

球笼式等速万向节轴向间隙形成的周向间隙分析

运用空间几何学原理研究了球笼式等速万向节轴向间隙形成周向间隙的条件并推导了任意摆角和转角下轴向间隙与周向间隙的关系式,使用Matlab软件分析了周向间隙随轴向间隙的变化率,及此变化率随摆角和转角的变化规律。研究表明:增大球笼式等速万向节的摆角可有效减小由轴向间隙形成的周向间隙,摆角超过20°时,由轴向间隙形成的周向间隙为零,由轴向间隙形成的周向间隙的6次波动是造成万向节转动时内部各零件窜动与冲击以及使用寿命降低的重要原因。     

XGBoost机器学习在光电编码器误差补偿中的应用

光电编码器检测系统的误差主要受基准光电编码器测角误差、数据采集误差、检测系统同轴误差影响。其中，基准光电编码器的测角误差可进行补偿。因此设计了一种基于极度梯度提升树（extreme gradient boosting,XGBoost）机器学习的算法用来补偿基准光电编码器的误差。经该算法补偿后，静态精度提高了35倍，标准差由3.62″减小至0.13″，最大误差值由5.53″降低至0.39″。与传统的误差反传（back progagation,BP）神经网络算法以及径向基函数（radial basis function,RBF）神经网络算法补偿效果相比，XGBoost的补偿效果更优。XGBoost机器学习算法有效降低了基准光电编码器的测量误差，提高了光电编码器检测系统的检测精度。     

天线驱动组件高精度测试系统的误差建模与分析

天线驱动组件高精度测试系统是利用转台与光电自准直仪对驱动组件进行运动精度测试的.针对驱动组件高精度测试系统,结合驱动组件运动精度测试原理,运用齐次变换矩阵建立测试系统的误差模型;根据光电子准直仪工作原理,对影响测试系统精度的误差因素进行分析;在此基础上通过matlab软件用蒙特卡洛法进行运算,完成误差分配.实验结果证明了分析的正确性.     

TS640测头在五轴数控机床摆动主轴标定中的应用

摆动主轴作为五轴加工领域的关键零部件,其摆动精度在很大程度上决定了数控机床的加工精度。文中阐述了TS640测头的工作原理及在建立摆动误差模型时的应用,对摆动误差进行测量,并建立了误差补偿的数学模型。为数控机床的误差补偿提供理论依据,提高了五轴数控加工中心的加工精度。