本文關(guān)鍵詞：自分度非接觸旋轉(zhuǎn)量傳感的方向辨識(shí)方法研究

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【摘要】：空間濾波測(cè)速法具有簡(jiǎn)單穩(wěn)定、非接觸、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、使用方便等優(yōu)點(diǎn),被廣泛用于飛行器、汽車的位移速度檢測(cè)。目前基于空間濾波的測(cè)速法主要檢測(cè)運(yùn)動(dòng)物體的線速度,很少用于測(cè)試旋轉(zhuǎn)速度。但在風(fēng)機(jī)、各類大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)軸等的監(jiān)測(cè)或轉(zhuǎn)速測(cè)量中,特別需要非接觸或遠(yuǎn)距離地測(cè)量轉(zhuǎn)速參數(shù)。本文基于空間濾波測(cè)速原理,建立了空間濾波技術(shù)測(cè)量線速度的數(shù)學(xué)模型,從運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)分布空間圖像的空間頻譜、空間濾波頻譜函數(shù),推導(dǎo)出了運(yùn)動(dòng)線速度與輸出信號(hào)中心頻率之間的關(guān)系;再根據(jù)轉(zhuǎn)速與線速度的關(guān)系、線速度與光電探測(cè)器陣列方向分量的關(guān)系,建立轉(zhuǎn)速與輸出信號(hào)中心頻率之間的關(guān)系,進(jìn)而得到轉(zhuǎn)速量值的遙測(cè)計(jì)算式。在轉(zhuǎn)速測(cè)量中,尤其在機(jī)械轉(zhuǎn)軸的精密測(cè)試中,旋轉(zhuǎn)方向的辨識(shí)與轉(zhuǎn)速量值的測(cè)定一樣,都是必需的和極重要的。在用雙差分空間濾波器遙測(cè)轉(zhuǎn)速中,也需要辨識(shí)旋轉(zhuǎn)方向,但也存在著信號(hào)有隨機(jī)性、信號(hào)頻率無(wú)旋轉(zhuǎn)方向信息等問(wèn)題。為此,本文基于空間濾波測(cè)速原理和微分差相關(guān)分析,提出了用于雙差分空間濾波轉(zhuǎn)速遙測(cè)的旋轉(zhuǎn)中心定位法和旋轉(zhuǎn)方向判定法。利用雙差分空間濾波傳感器輸出信號(hào)的兩個(gè)中心頻率及其變化計(jì)算系數(shù)k,由k值和較大中心頻率對(duì)應(yīng)的位置來(lái)確定旋轉(zhuǎn)中心成像點(diǎn)的位置區(qū)域。旋轉(zhuǎn)方向辨識(shí)方法則是將差分空間濾波器中相鄰兩個(gè)光電池的輸出信號(hào)經(jīng)微分、相減、取絕對(duì)值后再積分計(jì)算得到微分差相關(guān)值,用其最小值處延時(shí)量的符號(hào)確定旋轉(zhuǎn)體像在該兩光電池處的線速度方向,再依據(jù)該線速度方向和旋轉(zhuǎn)中心位置來(lái)判定旋轉(zhuǎn)方向。為驗(yàn)證所提出方法的正確性,以平面圓盤旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速作為測(cè)量對(duì)象,仿真分析實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提出的旋轉(zhuǎn)中心和方向辨識(shí)方法能準(zhǔn)確地判定雙差分空間濾波轉(zhuǎn)速遙測(cè)中的旋轉(zhuǎn)中心和方向。本文還設(shè)計(jì)了一種自分度非接觸旋轉(zhuǎn)量傳感的方向辨識(shí)裝置,該裝置不需要安裝任何測(cè)量基準(zhǔn)于測(cè)量目標(biāo),具有非接觸性和遙感性,且不受轉(zhuǎn)速波動(dòng)、成像倍率變化和隨機(jī)相位起伏的影響。其實(shí)現(xiàn)容易且方便,對(duì)隨機(jī)相位不敏感,有效地解決了空間濾波轉(zhuǎn)速遙測(cè)中存在的難題。
【關(guān)鍵詞】：旋轉(zhuǎn)方向辨識(shí) 旋轉(zhuǎn)中心定位 微分差相關(guān) 差分空間濾波 轉(zhuǎn)速遙測(cè)
【學(xué)位授予單位】：重慶理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH824
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 緒論10-19
• 1.1 課題背景及研究意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 柵式傳感中的方向辨識(shí)方法11-12
• 1.2.2 空間濾波測(cè)速中的方向辨識(shí)方法12-14
• 1.2.3 方向辨識(shí)的相關(guān)方法14-16
• 1.2.4 傳統(tǒng)的方向辨識(shí)方法中的不足16-17
• 1.3 研究?jī)?nèi)容17-19
• 2 自分度非接觸式轉(zhuǎn)速測(cè)量原理19-30
• 2.1 引言19
• 2.2 空間濾波測(cè)速法19-22
• 2.2.1 空間濾波測(cè)速基本原理19-20
• 2.2.2 空間濾波器效應(yīng)20-22
• 2.3 差分空間濾波器22-24
• 2.3.1 差分空間濾波器結(jié)構(gòu)22
• 2.3.2 差分空間濾波器的透射函數(shù)分析22-24
• 2.4 基于雙差分空間濾波器的轉(zhuǎn)速遙測(cè)原理24-28
• 2.4.1 雙差分空間濾波器的組成24-25
• 2.4.2 轉(zhuǎn)速遙測(cè)原理25-28
• 2.4.3 轉(zhuǎn)速遙測(cè)中存在的問(wèn)題28
• 2.5 本章小結(jié)28-30
• 3 旋轉(zhuǎn)量傳感中的方向辨識(shí)法30-41
• 3.1 引言30
• 3.2 旋轉(zhuǎn)量傳感中的旋轉(zhuǎn)中心定位法30-34
• 3.2.1 旋轉(zhuǎn)中心位置區(qū)域30-31
• 3.2.2 旋轉(zhuǎn)中心定位法31-32
• 3.2.3 旋轉(zhuǎn)中心定位法中的條件32-34
• 3.3 空間濾波器上的線速度方向判定法34-38
• 3.3.1 微分差相關(guān)函數(shù)34-35
• 3.3.2 信號(hào)的特性35-36
• 3.3.3 線速度方向辨識(shí)方法36-38
• 3.4 旋轉(zhuǎn)方向辨識(shí)方法38-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 4 非接觸式旋轉(zhuǎn)方向辨識(shí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)41-53
• 4.1 引言41
• 4.2 非接觸式旋轉(zhuǎn)方向辨識(shí)系統(tǒng)框圖41-42
• 4.3 傳感器的選擇42-43
• 4.3.1 光電探測(cè)器件的特性42
• 4.3.2 光電探測(cè)器件的選擇42-43
• 4.4 方向辨識(shí)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)43-49
• 4.4.1 信號(hào)處理系統(tǒng)43-44
• 4.4.2 信號(hào)S1和S2提取電路44-45
• 4.4.3 準(zhǔn)正弦信號(hào)I1和I1的提取電路45-46
• 4.4.4 模擬/數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換電路46-47
• 4.4.5 單片機(jī)之間的通信接47-48
• 4.4.6 方向辨識(shí)輸出顯示48-49
• 4.5 方向辨識(shí)的軟件設(shè)計(jì)49-51
• 4.5.1 軟件設(shè)計(jì)思路49
• 4.5.2 單片機(jī)1和 2 的軟件設(shè)計(jì)49-51
• 4.5.3 單片機(jī)3的軟件設(shè)計(jì)51
• 4.6 本章小結(jié)51-53
• 5 旋轉(zhuǎn)方向的驗(yàn)證試驗(yàn)53-59
• 5.1 引言53
• 5.2 旋轉(zhuǎn)中心定位的驗(yàn)證53-56
• 5.3 方向辨識(shí)方法的驗(yàn)證56-58
• 5.4 本章小結(jié)58-59
• 6 總結(jié)與展望59-61
• 6.1 總結(jié)59
• 6.2 本文的創(chuàng)新點(diǎn)59-60
• 6.3 展望60-61
• 致謝61-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 附錄66

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

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本文編號(hào)：899059