本文關鍵詞：自分度非接觸旋轉量傳感的方向辨識方法研究

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【摘要】：空間濾波測速法具有簡單穩(wěn)定、非接觸、環(huán)境適應性強、使用方便等優(yōu)點,被廣泛用于飛行器、汽車的位移速度檢測。目前基于空間濾波的測速法主要檢測運動物體的線速度,很少用于測試旋轉速度。但在風機、各類大型旋轉機械轉軸等的監(jiān)測或轉速測量中,特別需要非接觸或遠距離地測量轉速參數(shù)。本文基于空間濾波測速原理,建立了空間濾波技術測量線速度的數(shù)學模型,從運動的隨機分布空間圖像的空間頻譜、空間濾波頻譜函數(shù),推導出了運動線速度與輸出信號中心頻率之間的關系;再根據(jù)轉速與線速度的關系、線速度與光電探測器陣列方向分量的關系,建立轉速與輸出信號中心頻率之間的關系,進而得到轉速量值的遙測計算式。在轉速測量中,尤其在機械轉軸的精密測試中,旋轉方向的辨識與轉速量值的測定一樣,都是必需的和極重要的。在用雙差分空間濾波器遙測轉速中,也需要辨識旋轉方向,但也存在著信號有隨機性、信號頻率無旋轉方向信息等問題。為此,本文基于空間濾波測速原理和微分差相關分析,提出了用于雙差分空間濾波轉速遙測的旋轉中心定位法和旋轉方向判定法。利用雙差分空間濾波傳感器輸出信號的兩個中心頻率及其變化計算系數(shù)k,由k值和較大中心頻率對應的位置來確定旋轉中心成像點的位置區(qū)域。旋轉方向辨識方法則是將差分空間濾波器中相鄰兩個光電池的輸出信號經(jīng)微分、相減、取絕對值后再積分計算得到微分差相關值,用其最小值處延時量的符號確定旋轉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中心位置來判定旋轉方向。為驗證所提出方法的正確性,以平面圓盤旋轉轉速作為測量對象,仿真分析實驗驗證了所提出的旋轉中心和方向辨識方法能準確地判定雙差分空間濾波轉速遙測中的旋轉中心和方向。本文還設計了一種自分度非接觸旋轉量傳感的方向辨識裝置,該裝置不需要安裝任何測量基準于測量目標,具有非接觸性和遙感性,且不受轉速波動、成像倍率變化和隨機相位起伏的影響。其實現(xiàn)容易且方便,對隨機相位不敏感,有效地解決了空間濾波轉速遙測中存在的難題。
【關鍵詞】：旋轉方向辨識 旋轉中心定位 微分差相關 差分空間濾波 轉速遙測
【學位授予單位】：重慶理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：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 國內外研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 柵式傳感中的方向辨識方法11-12
• 1.2.2 空間濾波測速中的方向辨識方法12-14
• 1.2.3 方向辨識的相關方法14-16
• 1.2.4 傳統(tǒng)的方向辨識方法中的不足16-17
• 1.3 研究內容17-19
• 2 自分度非接觸式轉速測量原理19-30
• 2.1 引言19
• 2.2 空間濾波測速法19-22
• 2.2.1 空間濾波測速基本原理19-20
• 2.2.2 空間濾波器效應20-22
• 2.3 差分空間濾波器22-24
• 2.3.1 差分空間濾波器結構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速遙測原理24-28
• 2.4.1 雙差分空間濾波器的組成24-25
• 2.4.2 轉速遙測原理25-28
• 2.4.3 轉速遙測中存在的問題28
• 2.5 本章小結28-30
• 3 旋轉量傳感中的方向辨識法30-41
• 3.1 引言30
• 3.2 旋轉量傳感中的旋轉中心定位法30-34
• 3.2.1 旋轉中心位置區(qū)域30-31
• 3.2.2 旋轉中心定位法31-32
• 3.2.3 旋轉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 微分差相關函數(shù)34-35
• 3.3.2 信號的特性35-36
• 3.3.3 線速度方向辨識方法36-38
• 3.4 旋轉方向辨識方法38-40
• 3.5 本章小結40-41
• 4 非接觸式旋轉方向辨識系統(tǒng)的設計41-53
• 4.1 引言41
• 4.2 非接觸式旋轉方向辨識系統(tǒng)框圖41-42
• 4.3 傳感器的選擇42-43
• 4.3.1 光電探測器件的特性42
• 4.3.2 光電探測器件的選擇42-43
• 4.4 方向辨識硬件系統(tǒng)的設計43-49
• 4.4.1 信號處理系統(tǒng)43-44
• 4.4.2 信號S1和S2提取電路44-45
• 4.4.3 準正弦信號I1和I1的提取電路45-46
• 4.4.4 模擬/數(shù)字信號轉換電路46-47
• 4.4.5 單片機之間的通信接47-48
• 4.4.6 方向辨識輸出顯示48-49
• 4.5 方向辨識的軟件設計49-51
• 4.5.1 軟件設計思路49
• 4.5.2 單片機1和 2 的軟件設計49-51
• 4.5.3 單片機3的軟件設計51
• 4.6 本章小結51-53
• 5 旋轉方向的驗證試驗53-59
• 5.1 引言53
• 5.2 旋轉中心定位的驗證53-56
• 5.3 方向辨識方法的驗證56-58
• 5.4 本章小結58-59
• 6 總結與展望59-61
• 6.1 總結59
• 6.2 本文的創(chuàng)新點59-60
• 6.3 展望60-61
• 致謝61-62
• 參考文獻62-66
• 附錄66

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

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本文編號：899059