双读数系统的航天级绝对式光电编码器设计

为了有效地减小航天相机的体积,减轻其重量并满足冷备份要求,设计了双读数系统的航天级绝对式光电编码器.根据航天相机的要求,对绝对式光学码盘进行了小型化设计;根据码盘的特点,研制了双读数狭缝盘及读数系统;最后,对设计的双读数系统的航天级绝对式光电编码器进行了精度检测.实验结果表明:双读数系统的航天级绝对式光电编码器外形尺寸为50 mm×32 mm、重量为150 g、分辨力为20″、精度σ≤30″.本编码器具有读数系统冷备份功能,且体积小、重量轻、抗干扰能力强,可满足航天相机的要求.     

基于图像处理方法的自动调焦系统的研制

介绍了基于图像处理方法的自动调焦系统的组成、工作原理、硬件电路设计和软件设计.该系统的核心是图像处理部分和控制部分.导出了计算聚焦量的三个快速算法公式,优化了系统的实时性能.详细分析了自动调焦的控制过程,并提出了渐变步长的思想,提高了系统的控制精度.实验结果表明,在较宽范围的光照度条件下,应用该系统均能获得良好的调焦效果.     

基于CPLD的带刻度十字丝的产生电路

针对现有十字丝产生方案中电路工作不稳定或者价格高、体积大等不足,提出了一种基于复杂可编程逻辑器件CPLD的带刻度十字丝的产生电路.利用CPLD响应速度快、集成度高、体积小的优点,将复杂的时序处理和逻辑控制集成到一块CPLD芯片中进行,电路使用很少的硬件就完成了带刻度十字丝的产生功能.实用证明,该电路工作稳定,十字丝标定准确,刻度清晰.     

一种摄像机变焦镜头焦距测量的新方法

为实现摄像系统小型化,提出了一种结合摄像机镜头自身结构,以发光二极管和光敏三极管构成光电传感器来检测镜头的焦距,实现了焦距自动测量的新方法。简述了测量原理,分析了系统的误差,同时,证明了该测量方法的可行性。测量系统满足了相对误差(短焦≤2%、长焦≤5%)的指标要求。     

光电准直经纬仪角度信息的电子学处理系统

光电准直经纬仪是新研制的高精度数字式电子经纬仪,俯仰角极限误差±0.05°,方位角极限误差优于±2.5″,工作稳定可靠。本文介绍它的角度信息电子学处理系统。     

二十三位绝对式光电轴角编码器

23位绝对式光电轴角编码器是最新的研制成果,它具有0.15秒的角分辨率,优于±0.6角秒的标准偏差,稳定可靠。本文介绍它的工作原理。     

小型光电编码器长周期误差的修正

针对小型光电编码器长周期误差成因及分布规律复杂的特点,提出了一种光电编码器长周期误差修正方法。建立了基于正交三角函数基的傅里叶神经网路误差修正模型,将光电编码器输入输出间的非线性优化问题转化为线性优化问题。误差修正模型以高精度基准编码器输出值作为学习目标;引进模拟退火策略的差分进化算法对网络进行训练,保证了在训练的初始阶段具有较强的全局寻优能力和在训练后期具有较快的收敛速度和较高的精度。运用设计的方法对16位小型光电编码器进行了长周期误差修正处理,实际测试显示：编码器的峰值误差由45"~-17.5"减小到10"~-8.75",长周期标准偏差由修正前20.3"减小到修正后4"以下。结果表明提出的长周期误差修正方法提高了光电编码器的精度。     

基于空间位置的增量式光电编码器误差检测系统

增量式光电编码器输出信号的正交性和均匀性是其重要技术指标之一,对增量式光电编码器的精度检测是编码器研制和生产过程中的重要环节。传统信号质量的检测是基于时间位置进行检测的,其检测准确度受转速均匀度影响,在高速、变速转动下对增量式光电编码器的动态性能检测并不准确。提出了一种基于空间位置的信号质量检测方法,并设计了相应的检测系统。检测系统采用直流无刷电机带动高精度角脉冲发生器和被检增量式编码器同轴旋转,并采集高精度角脉冲发生器在被检增量式编码器输出信号边沿时刻的数值,进行误差计算。该检测系统极大地减小了由于转速不均匀造成的测量不准确度。运用该检测系统对输出脉冲周期数为32 400的增量式编码器进行检测,并与时间位置检测法进行对比实验。实验结果表明:该检测系统检测结果不受电机转速变化的影响,可有效地提高检测精度及检测效率,能够实现动态检测。该系统的研制为批量生产增量式光电编码器提供了极大的便捷。     

小型大孔径高精度编码器的精度分析

详细分析了光机结构的轴系和码盘偏心误差、码盘刻划误差、电子学细分误差对机载雷达用小型大孔径高精度空心轴绝对式光电编码器精度影响。根据光机结构、码盘刻划、电子学细分误差对光电编码器精度的影响,采用方和根方法对小型大孔径高精度编码器精度进行了计算,得出编码器测角精度小于2″,达到设计精度。新研制的编码器可以满足编码器的精度要求并且工作稳定可靠。     

基于径向基函数神经网络的高精度基准编码器误差补偿

高精度角度基准编码器的角度误差,对小型绝对式光电编码器误差检测装置的测量精度有着重要的影响。影响基准编码器角度误差的因素众多,难以用准确的数学模型来描述。为此提出一种通过径向基函数神经网络进行误差修正的方法。首先,为增加基准编码器检测采样点,使用多种多面体对基准编码器进行检测,并将误差合成在同一坐标曲线上。然后,利用检测误差结果作为训练样本,建立径向基函数神经网络模型,使其输出逼近真实角度。最后,通过补偿电路的设计,对小型编码器误差检测装置的基准编码器进行补偿。实验表明,补偿电路的处理速度快,实现简单,不受算法复杂度影响。补偿后的编码器精度提高了2 倍,有效改善了检测装置的检测精度。