新型精密直驱转台误差分析与建模研究

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1、摘要分类号：密级：论文编号：学号：50808040207重庆理工大学硕士学位论文新型精密直驱转台误差分析与建模研究研究生:张健指导教师：刘小康教授学科专业：测试计量技术及仪器研究方向：计算机辅助测试技术培养单位：电子信息与自动化学院论文完成时间：2012年4月10日论文答辩日期：2012年5月29日CategoryNumber：LevelofSecrecy：SerialNumber：StudentNumber：50808040207Master'sDissertationofChongqingUniversityofTechnologyResearchonErrorAnalysisan

2、dModelingforNewPrecisionDirectDrivingTurntablePostgraduate:ZhangJianSupervisor：Prof.LiuXiao-kangSpecialty:MeasurementTechnologyandInstrumentsResearchDirection:ComputerAidedTestingTechniqueTrainingUnit:SchoolofElectronicInformationandAutomationThesisDeadline:April10,2012OralDefenseDate:May29，2012

3、摘要重庆理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果、作品。对本文的研究做出重要贡献的集体和个人，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律后果。作者签名：张健日期：年月日学位论文使用授权声明本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和

4、汇编本学位论文。本学位论文属于（请在以下相应方框内打“√”）：1.保密□，在年解密后适用本授权书。2.不保密√□。作者签名：张健日期：年月日导师签名：刘小康日期：年月日摘要摘要在齿轮测量中心的旋转轴上使用直接驱动型电机，将电机与负载直接耦合在一起，完全去除了机械传动环节，具有定位准确、动态响应速度快等特点；将时栅应用于转台反馈系统，对提高系统定位精度，降低成本，具有重要意义。本文主要研究内容如下：（1）通过对转台总体方案的分析，确定工控机和PMAC卡做为系统的主控平台，采用“位置闭环+速度前馈”的双环控制策略。执行机构采用直驱电机直接驱动转台，通过PMAC对直驱伺服系统进行调试，并由阶

5、跃响应和正弦波响应使转台具备良好的稳态特性和动态特性。（2）针对直驱系统进行误差分析，找出系统误差源。分析直驱转台误差产生的原因以及对直驱转台精度的影响程度等。研究了时栅误差、时栅与工作台中心不同轴引起的偏心误差、主轴回转误差、工作台与主轴不垂直产生的误差等。并通过建立直驱转台伺服系统的动态数学模型，推导系统动态误差传递函数与干扰力矩的误差传递函数。根据时栅工作原理研究时栅动态反馈误差。（3）确定动态测量数据的组合模型，分析时栅动态测量数据特性，研究基于时间序列的随机误差预测建模理论，提出利用时间序列分析的方法对随机误差进行预测建模。研究数据预处理和误差分离方法，并且通过实时误差分析预

6、测误差，设计了时栅数据处理电路，研究预测模型参数的实时求解方法。（4）开展了直驱转台精度实验，得出以下结论:①通过采集转台运动数据，得出预测误差与转台加速度的变化量具有相关性，当2加速度值不大于0.03282ms时，时栅直驱转台的动态预测误差为4。②通过Renishaw激光干涉角度测量系统对时栅直驱转台的分度误差进行检测，时栅直驱转台的分度精度为5″。综上所述，对时栅直驱转台系统误差源及误差建模方法的研究，明确了影响直驱系统精度的主要因素及误差的特点，并建立了系统动态测量随机误差模型，对系统的误差修正及精度的提高具有十分重要的意义。关键词：直驱转台，时栅，误差分析，误差建模I

7、AbstractAbstractGearmeasuringcenterusingdirectdrivemotorasaxisofrotation，candirectcouplingbetweenMotorandLoading，thiscompletelyremovesmechanicaltransmission，anditscharacteristicsareasfollows:accuratelocation,high-speeddynami