带自补偿功能的测角系统的研究

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1、硕士学位论文带自补偿功能的测角系统的研究ANAUTO-COMPENSATIONANGULARMEASURINGSYSTEMRESERCH金海亮哈尔滨工业大学2009年6月国内图书分类号：TP273学校代码：10213国际图书分类号：681.5密级：公开工学硕士学位论文带自补偿功能的测角系统的研究硕士研究生：金海亮导师：王茂教授申请学位级别：工学硕士学科、专业：导航制导与控制所在单位：控制科学与工程系答辩日期：2009年6月29日授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP273U.D.C.:681.

2、5DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringANAUTO-COMPENSATIONANGULAR MEASURINGSYSTEMRESERCHCandidate：JinHailiangSupervisor：Prof.WangMaoAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ControlScienceandEngineeringth,2009DateofOralExamination：June,29Unive

3、rsity：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要测角系统作为惯导测试设备——转台的重要子系统，其误差和性能直接影响到整个转台的测量精度。随着航天技术的不断发展，研究出高精度的测角系统至关重要。本课题以哈工大为西安某所研制的双轴伺服转台为背景，针对该高精度伺服台的要求，设计了一种可离线自动补偿的高精度动态测角系统。首先根据该高精度伺服台的特点，选择旋转变压器和感应同步器作为角度测量元件，并采用单相激磁双相输出鉴幅式和双相激磁单相输出鉴相式两种工作方式相结合的测角方案。整个测角系统的硬件电路设计从

4、激磁电源的设计开始，为确保两相激磁信号幅值相等、相位正交，本论文分别设计了激磁幅值闭环和相位闭环来消除由于外界干扰或器件参数发生变化而引入的误差。在变换电路的设计中，本文以轴角转换器AD2S80为核心来设计粗测通道的测角转换电路，精测通道的转换电路则基于填相位差脉冲的方案，设计了相应的前置放大电路，滤波检零电路和角度编码电路。为了解决粗精角度数据的耦合问题，本文基于数据处理的基本原理设计了粗精耦合的软硬件电路，并根据粗精耦合的基本要求提出了可自动补偿粗测角度值的方案，为粗精数据耦合的正确进行提供了有力保障。最后，本文对

5、鉴相式测角系统的测量电路进行了误差分析，并针对其中的一次谐波误差和二次谐波误差提出了离线式的自动补偿方案，且在文末给出了相应的软硬件设计。该自动补偿方法不仅缩短了高精度测角系统的调试周期，同时也为用户定期自检设备提供了极大的方便，具有较强的实际意义。关键词测角系统；激磁电源；变换电路；粗精耦合；自动补偿-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractTurn-tableisoneofthemostimportantemulationandtestfacilitiesintheaerospaceindustry.An

6、gularmeasuringsystemisthevitalsubsysteminturn-table,whoseaccuracyanddynamicperformancedirectlyaffecttheprecisionsoftheturn-table.Withtheelevationofspaceequipment,theaccuracyandperformanceofangularmeasuringsystemshouldbeimproved.Thispaperwrittenonthebackgroundoft

7、heresearchofaservoturn-table,tosatisfyitshighaccuracyacquirement,thispaperdesignsanoff-lineerrorauto-compensatedangularmeasuringsystem.Accordingtotheaccuracyrequirementoftheservoturn-table,thispaperuses magslepandinductosynasmeasuringcomponent.Single-phaseinciti

8、ngmagnet andtwo-phasefan-outworkingmodeandtwo-phaseincitingmagnetandsingle- phasefan-outworkingmodeareused.Theentiredesignworkbeginswiththedesignofexcitationpower.Tom