方位俯仰转台误差参数辨识与指向精度分析.pdf

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1、第37卷第7期2016年7月仪器仪表学报ChineseJournalofScientificInstrumentV01．37No．7Jul．2016方位俯仰转台误差参数辨识与指向精度分析冰贾建援，柴伟，于大林，韩晓静，章云(西安电子科技大学机电工程学院西安710071)摘要：为提高方位俯仰两轴转台的指向精度，需要对机械加工和装配过程中产生的几何误差进行补偿，必须测量轴系误差参数。基于四元数变换理论，建立了包含两轴垂直度误差、电子水平仪摆放误差和安装基座倾斜度误差的瞄准指向和电子水平仪指向的运动学模型

2、，并给出了方位与俯仰的位置补偿量。运用电子水平仪测量数据和运动学模型的误差极小化方法，提出了一种轴系误差参数辨识的方法。实验结果表明，该方法可以辨识出6项轴系误差参数，同时也验证了本文提出的辨识方法及指向误差模型的正确性。关键词：两轴转台；指向精度；参数辨识；电子水平仪；四元数中图分类号：Tilll5文献标识码：A国家标准学科分类代码：460．40Errorparametersidentificationandpointingaccuracyanalysisofanazimuth．elevation

3、turntableJiaJianyuan，ChaiWei，YuDalin，HanXiaojing，ZhangYun(SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，XidianUniversity，Xi’口n710071，China)Abstract：Inordertoi‘mprovethepointingaccuracyofallazimuth-elevationtumtable，theell'orparametersofshaftshouldbemeasur

4、edandthegeometricerrorofthemechanismshouldbecompensated．Basedonthequaterniontheory，thekinematicmodelofthesystemandelectronicgradienterwereestablished，whichincludederrorofperpendicularity、displayerrorofelectronicgradienterandtiltofthebase．Thencompensati

5、onofazimuthandelevationangleweregiven．Moreover，amethodoferrorparametersidentificationWasproposedusingmeasurementdataofelectronicgradienterandelrorminimizationmethodofkinematicmodel．Experimentalresultsdemonstratedthattheproposedmethodidentifiedsixerrorp

6、arametersofshaftandalsoverifiedthecorrectnessofidentificationmethodandpointingerrormodel．Keywords：two—axisturntable；pointingaccuracy；parameteridentification；electronicgradienter；quaternion引言两轴转台是集精密机械技术、光学技术、控制技术及图像处理技术为一体的综合系统，广泛应用于跟踪瞄准平台及相关武器装备等工程技术领

7、域。指向精度是转台指向轴的空间姿态的精确度，是转台精度的重要指标，随着高技术领域对两轴转台的应用需求不断扩展，对指向精度的要求也越来越高。为了提高精度补偿的水平，需要对轴系误差进行分析与测量。近年来，对于转台的轴系精度已经有了很多研究。张玉蝶等人¨1运用四元数旋转变换理论建立了三轴光电跟踪系统的指向误差修正模型；TangQ．J．等人。2o基于八元数理论建立了二轴光电跟踪系统的指向误差模型，但是都没有辨识出具体误差参数；AlastyA等人¨1通过Denavit．Hartenberg变换法建立了三轴机构

8、的指向误差模型；KifidenaV．S．B．等人”o、QUZ．Y．等人”1和霍炬等人拍1分别运用多体系统运动学理论建立了三轴机构的指向误差模型；王涛等人⋯分别从轴系结构设计参数误差影响的角度来分析轴系精度；朱明超等人呻-和赵明等人归-分别应用局部指数积公式建立了导引头稳定平台的指向误差模型；但这些都是在方案论证及误差分配设计收稿日期：2016-05ReceivedDate：2016-05$基金项目：国家自然科学基金(51305324)、中央高校基本科研业务费专项资金(