為解決微動平臺末端六維位姿的高精度測量問題,研究基于雙光束激光干涉儀的位姿測量方法。利用空間正交布置的三臺雙光束激光干涉儀,測量微動平臺上3個待測平面的線位移和角位移,通過測量系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型計算得到微動平臺的六維位姿。建立了測量系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,設(shè)計了高精度的簡化求解方法,分析了各系統(tǒng)誤差對測量結(jié)果精度的影響,為建立微動平臺高精度位姿測量系統(tǒng)提供了理論基礎(chǔ),并成功應(yīng)用于實際微動平臺的標定。

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【部分圖文】：

▲圖1雙光束激光干涉儀測量模型

激光跟蹤儀的測量原理如圖1所示。兩束平行的激光相互獨立地測量照射點的線位移s1和s2,經(jīng)過計算可得到兩個照射點連線中點(即待測點)處待測表面的線位移和角位移。即:

▲圖2測量系統(tǒng)模型

本文通過三個正交布置的雙光束干涉儀,測量三個線位移增量和角位移增量,經(jīng)過運算獲得上述位姿矩陣。測量系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型如圖2所示。A、B、C三個平面為微動平臺末端的三個正交的待測平面,分別與剛體初始狀態(tài)下的動坐標系o-x′y′z′中x′oz′,y′oz′,x′oy′三個面相平行。建立姿....

▲圖3迭代算法結(jié)果

下面處理三個線位移,以q1為例,移項可得:其余兩個方向同理可得,由上一步已經(jīng)獲得了精確的歐拉角信息,可利用簡單的矩陣運算求出待測的線位移Δx,Δy,Δz。即:

▲圖4激光干涉儀的誤差模型

由(7)、(8)兩式可知,其余安裝誤差是通過影響三個激光干涉儀測得的線位移和角位移q1、q2、q3、θ1、θ2、θ3的精度,從而對剛體的六維位姿測量結(jié)果產(chǎn)生直接影響。因此,下面從幾何角度對安裝誤差給測量值精度帶來的影響進行分析。安裝誤差因素主要有三種:激光干涉儀測量激光....

本文編號：3936407