本文關(guān)鍵詞：行走式大量程高精度雙向位移檢測(cè)裝置的設(shè)計(jì)與研究

  更多相關(guān)文章： 大量程高精度 雙向位移檢測(cè) 仿真研究 實(shí)驗(yàn)研究 誤差補(bǔ)償

【摘要】：隨著液壓/氣壓系統(tǒng)在大型高精密設(shè)備上廣泛的運(yùn)用,大行程油缸/氣缸輸出軸位移的高精度檢測(cè)變得越來(lái)越困難。在一些特殊場(chǎng)合,油缸/氣缸行程要求越來(lái)越大,檢測(cè)精度要求越來(lái)越高,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越來(lái)越復(fù)雜,常規(guī)位移傳感器由于主觀、客觀原因越來(lái)越難以滿足檢測(cè)要求。本文在分析國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,對(duì)實(shí)現(xiàn)大行程位移傳感器的高精度檢測(cè)方法進(jìn)行了研究,以超大三軸試驗(yàn)儀輸出軸為對(duì)象,闡述采用常規(guī)位移傳感器對(duì)其輸出軸進(jìn)行高精度位移檢測(cè)所面臨的難題,依據(jù)超大三軸試驗(yàn)的特點(diǎn),設(shè)計(jì)出了能夠?qū)ζ漭敵鲚S進(jìn)行高精度雙向位移檢測(cè)的裝置,并從仿真、實(shí)驗(yàn)和誤差補(bǔ)償三個(gè)方面對(duì)該所設(shè)計(jì)的裝置展開(kāi)了研究,研究的主要內(nèi)容有：分析與梳理近幾年國(guó)內(nèi)外位移傳感器的研究現(xiàn)狀,對(duì)常用的大行程位移傳感器特點(diǎn)進(jìn)行了歸納和總結(jié),以超大三軸試驗(yàn)儀輸出軸為對(duì)象,提出了可以對(duì)其進(jìn)行高精度雙向位移檢測(cè)的方案,基于此方案完成了機(jī)械結(jié)構(gòu)部分設(shè)計(jì)和電氣測(cè)控部分設(shè)計(jì)(包括STM32微控處理器及外圍檢測(cè)電路等)。在檢測(cè)裝置硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,提出了能夠?qū)﹄p向輸出軸高精度位移檢測(cè)的控制方案,根據(jù)檢測(cè)裝置建立Simulink模型對(duì)控制方案進(jìn)行了仿真研究,研究的內(nèi)容主要包含同步控制性能和不同運(yùn)動(dòng)狀況下的大行程位移檢測(cè)性能。仿真結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的控制方案能夠完成雙向輸出軸的高精度位移檢測(cè)。在上述仿真的基礎(chǔ)上,本文對(duì)檢測(cè)裝置開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)研究,將檢測(cè)裝置應(yīng)用在橫梁的位移檢測(cè)當(dāng)中,通過(guò)控制橫梁的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),探究測(cè)量裝置的檢測(cè)精度。實(shí)驗(yàn)主要完成了靜、動(dòng)態(tài)同步跟蹤檢測(cè)實(shí)驗(yàn)、大量程單向位移檢測(cè)實(shí)驗(yàn)、變向位移檢測(cè)實(shí)驗(yàn)等。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知,單向800mm量程最大測(cè)量誤差達(dá)到0.075mm,靜態(tài)同步測(cè)量、動(dòng)態(tài)同步測(cè)量和變向位移測(cè)量中均表現(xiàn)出較高精度的檢測(cè)性能。在檢測(cè)裝置實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)測(cè)試裝置采用的圓柱直線導(dǎo)軌在整個(gè)大行程區(qū)間缺少輔助支撐,容易產(chǎn)生機(jī)械變形影響測(cè)量精度,對(duì)此,開(kāi)展了機(jī)械結(jié)構(gòu)變形與測(cè)量誤差關(guān)系的實(shí)驗(yàn)探究,通過(guò)將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)高階擬合構(gòu)建出了不同測(cè)量值、不同測(cè)量位置和機(jī)械結(jié)構(gòu)受力變形引起的測(cè)量誤差三者之間的函數(shù)關(guān)系,在此基礎(chǔ)上,繪制出了三維誤差曲面,提出了機(jī)械結(jié)構(gòu)變形補(bǔ)償法,將該方法應(yīng)用在實(shí)際的測(cè)量中,能夠有效補(bǔ)償不同檢測(cè)位置、不同的檢測(cè)量由機(jī)械結(jié)構(gòu)變形引起的測(cè)量誤差。
【關(guān)鍵詞】：大量程高精度 雙向位移檢測(cè) 仿真研究 實(shí)驗(yàn)研究 誤差補(bǔ)償
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH822
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 國(guó)內(nèi)外位移傳感器的研究概況10-14
• 1.1.1 近年國(guó)內(nèi)外位移傳感器研究狀況10-13
• 1.1.2 位移傳感器的比較與分析13-14
• 1.2 課題研究的目的與意義14-15
• 1.3 課題主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 2 檢測(cè)裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)部分設(shè)計(jì)16-31
• 2.1 檢測(cè)裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)16-17
• 2.1.1 檢測(cè)方案一16-17
• 2.1.2 檢測(cè)方案二17
• 2.2 兩套方案分析比較及最優(yōu)方案的確定17-18
• 2.3 檢測(cè)裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)18-30
• 2.3.1 絲杠設(shè)計(jì)18-25
• 2.3.2 軸承選擇25-28
• 2.3.3 驅(qū)動(dòng)電機(jī)選型的探討28-29
• 2.3.4 滑臺(tái)防塵設(shè)計(jì)29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 3 檢測(cè)裝置的電氣測(cè)控部分設(shè)計(jì)31-41
• 3.1 小量程傳感器選型及靜態(tài)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)31-32
• 3.2 基于STM32的下位機(jī)及其最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)32-37
• 3.2.1 啟動(dòng)電路設(shè)計(jì)33-34
• 3.2.2 復(fù)位電路設(shè)計(jì)34
• 3.2.3 在線調(diào)試電路設(shè)計(jì)34
• 3.2.4 按鍵電路設(shè)計(jì)34-35
• 3.2.5 液晶顯示模塊設(shè)計(jì)35
• 3.2.6 指示燈電路設(shè)計(jì)35-36
• 3.2.7 串口下載電路、串口通訊電路和電源供電一體化設(shè)計(jì)36-37
• 3.2.8 晶振電路設(shè)計(jì)37
• 3.3 信號(hào)采集電壓轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)37-38
• 3.4 基于LabVIEW的上位機(jī)設(shè)計(jì)38-40
• 3.4.1 LabVIEW簡(jiǎn)介38
• 3.4.2 串口通訊簡(jiǎn)介38-39
• 3.4.3 STM32單片機(jī)與PC串口通信方案的設(shè)計(jì)39-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 4 檢測(cè)裝置的控制方案設(shè)計(jì)及仿真研究41-69
• 4.1 雙向大量程位移檢測(cè)控制方案的設(shè)計(jì)41-43
• 4.2 檢測(cè)裝置的同步控制方法研究43-48
• 4.2.1 檢測(cè)裝置同步控制方案設(shè)計(jì)43-44
• 4.2.2 模擬PID簡(jiǎn)介44-45
• 4.2.3 數(shù)字PID簡(jiǎn)介45-46
• 4.2.4 模糊PID原理46-48
• 4.3 基于MATLAB-Simulink的檢測(cè)裝置同步控制方法仿真研究48-61
• 4.3.1 MATLAB-Simulink簡(jiǎn)介48
• 4.3.2 模糊PID控制器設(shè)計(jì)48-51
• 4.3.3 步進(jìn)電機(jī)Simulink模型的建立51-53
• 4.3.4 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器Simulink模型的建立53-54
• 4.3.5 步進(jìn)電機(jī)控制器Simulink模型的建立54-55
• 4.3.6 開(kāi)環(huán)式步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)Simulink模型的建立55-56
• 4.3.7 基于Simulink的模糊PID和常規(guī)PID性能比較56-59
• 4.3.8 基于Simulink的雙電機(jī)的同步控制方案仿真研究59-61
• 4.4 基于MATLAB-Simulink的檢測(cè)裝置控制方案仿真研究61-68
• 4.4.1 單向位移檢測(cè)仿真研究62-67
• 4.4.2 變向位移檢測(cè)仿真研究67
• 4.4.3 仿真結(jié)果分析67-68
• 4.5 本章小結(jié)68-69
• 5 大行程雙向位移檢測(cè)裝置的實(shí)驗(yàn)研究69-81
• 5.1 同步跟蹤檢測(cè)實(shí)驗(yàn)研究69-72
• 5.1.1 靜態(tài)同步檢測(cè)實(shí)驗(yàn)研究69-71
• 5.1.2 動(dòng)態(tài)同步跟蹤檢測(cè)實(shí)驗(yàn)研究71-72
• 5.2 單向大量程位移檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)研究72-74
• 5.3 變向位移檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)研究74-80
• 5.4 本章小結(jié)80-81
• 6 機(jī)械結(jié)構(gòu)變形引起的測(cè)量誤差實(shí)驗(yàn)研究81-94
• 6.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)變形引起的測(cè)量誤差分析81
• 6.2 傳感器復(fù)位彈簧彈性系數(shù)的靜態(tài)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)81-83
• 6.3 機(jī)械結(jié)構(gòu)變形引起測(cè)量誤差的實(shí)驗(yàn)研究83-89
• 6.4 機(jī)械結(jié)構(gòu)變形補(bǔ)償法的測(cè)試工作89-93
• 6.5 本章小結(jié)93-94
• 結(jié)論94-96
• 參考文獻(xiàn)96-99
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況99-100
• 致謝100-101

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 彭澤;毛忠浩;趙雅彬;張根;;一種電容式直線位移傳感器設(shè)計(jì)與研究[J];中國(guó)儀器儀表;2014年09期

2 楊睿;程雪;;電磁耦合式位移傳感器的直接數(shù)字解調(diào)電路設(shè)計(jì)[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2014年15期

3 李海全;姚華富;林炳柱;;基于ZigBee協(xié)議的磁致伸縮位移傳感器的設(shè)計(jì)[J];技術(shù)與市場(chǎng);2014年07期

4 張雪鵬;藺春波;吳宏圣;;基于JC09光柵尺位移傳感器的光柵副間隙分析[J];制造技術(shù)與機(jī)床;2014年07期

5 劉玉燕;;光纖傳感器位移和轉(zhuǎn)速測(cè)量研究[J];大學(xué)物理實(shí)驗(yàn);2014年03期

6 樓應(yīng)侯;朱文斌;王賢成;胡寧波;王友林;;一種新型雙金屬片形變測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];傳感器與微系統(tǒng);2014年06期

7 劉呂亮;石照耀;張敏;湯潔;;電感位移傳感器結(jié)構(gòu)特性研究[J];機(jī)電工程;2014年06期

8 勾虹焱;;基于單片機(jī)的電渦流式微位移傳感器測(cè)量系統(tǒng)的研究[J];電子世界;2014年10期

9 韋春玲;黃承義;馮杰;;反射式光纖位移傳感器的研究[J];國(guó)網(wǎng)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2014年02期

10 張東升;張賽威;姚淵;;一種對(duì)稱式激光位移傳感器[J];汽車實(shí)用技術(shù);2014年04期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 鄭普超;張兵;張超;包艷;李秉實(shí);;變柵距光柵線位移傳感器優(yōu)化[A];全面建成小康社會(huì)與中國(guó)航空發(fā)展——2013首屆中國(guó)航空科學(xué)技術(shù)大會(huì)論文集[C];2013年

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本文編號(hào)：991636