动态高精光栅尺舵偏角测量装置及测量方法，涉及一种舵偏角测量系统。本发明专利技术解决了现有方法对舵偏角的测量精度低的问题。导轨托架组合与弧形导轨固定连接，限位组合套在舵面上，夹紧托架组合固定在舵面上，读数头安装夹紧托架组合上，光栅尺粘贴在弧形导轨上，光栅尺的圆心、读数头转动的圆心和舵轴重合。光栅传感器的光栅信号输出端与光栅信号处理单元的光栅信号输入端相连，光栅信号处理单元的光栅信号输出端与微控制器单元的控制信号输入端相连，微控制器单元的数据存储和读取端与数据存储单元的数据写入和读取端相连，微控制器单元的控制信号输出输入端与微处理器单元的控制信号输出输入端相连.本发明专利技术适用于对舵偏角的测量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种舵偏角测量系统，具体涉及一种。
技术介绍
导弹是现代战争的重要武器，是国防现代化的重要标志。现代战争对制导武器的发展提出了全新的要求，要求导弹能够准确、快速的打击目标，因此，在导弹的飞行过程中必须对导弹精确控制。舵机伺服系统是导弹系统中不可或缺的组成部分，它控制导弹的飞行轨迹和飞行姿态。系统正常工作时，舵机控制器接收制导计算机给出的舵面偏转角信号，同时按照一定的算法控制舵面偏转，保证舵面在规定的时间内以一定的精度趋近给定偏角，同时将当前舵面的实际偏转角反馈给制导计算机；而当系统发生意外故障时，舵机控制器接收制导计算机的安控指令，按预定偏转角驱动舵面偏转，以配合导弹自毁动作的实现，以免导弹在运行过程中对非预定的目标造成意外伤害。因而，在导弹的生产、调试以及检验等过程中，准确测量舵面随舵机的实际偏转角度，对验证舵机控制的精度和有效性以及弹上控制算法的正确性有非常重要的意义。目前有多种方法可实现对舵偏角测量，如人工手动测量方法、基于角位移传感器测量方法、光学视觉测量方法、光电旋转编码器测量方法、基于MEMS倾角传感器测量方法等。在这些方法中，人工手动测量方法自动化程度低，测量时需要的人员比较多，其次，由于人工观察舵面偏转角，易产生人为误差，测量精度低。基于角位移传感器测量方法中由于舵机和舵面之间依靠机械传动装置联接(比如齿轮、连杆等)，机械连接装置之间不可避免地会存在间隙，并且在受力时会发生变形，因此角位移传感器测量的数值并不能准确代表舵面的真实转动角度。基于光学视觉测量方法装置标定复杂，价格昂贵，其测量精度与所采用的图像处理算法有关，采用不同的图像处理算法得到的角度值不一样。基于光电旋转编码器舵偏角测量方法包括基于增量式光电旋转编码器测量和基于绝对式光电旋转编码器测量，增量式光电旋转编码器因无确定的对应测量点，一旦停电则失掉当前位置，且速度不可超越读数器极限响应速度。绝对式光电旋转编码器结构复杂、价格高，同时受码盘尺寸的限制，其精度有限。基于MEMS倾角传感器舵偏角测量中由于倾角传感器受被测装置运动加速度的影响，测量精度低。综上所述，已有的舵偏角测量方法存在着测量精度低、安装不便等缺点。
技术实现思路
为了解决现有方法对舵偏角的测量精度低的问题，提出了。动态高精光栅尺舵偏角测量装置括舵偏角测量支架、光栅传感器、舵偏角显示组合、上位机和舵偏角测量机箱；舵偏角测量支架包括4个弧形导轨、4个夹紧托架组合、4个限位组合、I个导轨托架组合和4个定位板，光栅传感器包括4个读数头和4段光栅尺，舵偏显示组合包括光栅信号处理单元、微处理器单元、微控制器单元、数据存储单元、液晶显示单元、通讯单元和电源模块，舵偏角测量机箱为标准的3U机箱，内部设置有一块电路板和电源，导轨托架组合上设置有有四个支撑臂，所述四个支撑臂沿的中心沿圆周方向均匀分布，每个支撑臂的末端固定有一个弧形导轨、一个夹紧托架组合、一个限位组合、一个定位板、一个读数头和一段光栅尺，其中所述弧形导轨固定在支撑臂上，所述弧形导轨与定位板固定连接，所述定位板与夹紧托架组合固定连接，读数头安装在夹紧托架组合上，所述夹紧托架组合用于与待测舵面固定，限位组合套在舵面上，光栅尺粘贴在弧形导轨的内弧壁上形成圆光栅，该圆光栅的圆心、读数头转动的圆心均位于舵轴上，光栅传感器的光栅信号输出端与光栅信号处理单兀的光栅信号输入端相连，光栅信号处理单元的光栅信号输出端与微控制器单元的控制信号输入端相连，微控制器单元的数据存储和读取端与数据存储单元的数据写入和读取端相连，微控制器单元的控制信号输出输入端与微处理器单兀的控制信号输出输入端相连，微处理器单兀的显不信号输出端与液晶显示单元的显示信号输入端相连，微控制器单元通过通讯单元与上位机进行通讯，微处理器单元通过通讯单元与上位机进行通讯，电源模块的电信号输出端与光栅传感器的电信号输入端相连，舵偏角显示组合设置在舵偏角测量机箱内部。采用动态高精光栅尺舵偏角测量装置实现舵偏角测量的方法，它包括的具体步骤如下步骤Al :将舵偏角测量支架安装到导弹尾部，并将夹紧托架组合固定在导弹尾部的舵面上；步骤A2 :开启舵偏角测量机箱上的的电源开关；步骤A3 :将舵偏角显示组合作为服务器，上位机作为客服端，配置上位机的网络信息实现上位机和舵偏角显示组合网络通讯；步骤A4 :上位机配置舵偏角显示组合的采样率、采样通道、存储时间信息；步骤A5 :舵面偏转时，光栅尺的主光栅和在读数头上的指示光栅相对位移会产生莫尔条纹，所述莫尔条纹即为光栅信号；步骤A6 :将步骤AS中采集到的光栅信号传送到光栅信号处理单元将该光栅信号转化为电信号；步骤A7 :光栅信号处理单元将得到的电信号通过微控制器单元传送到微处理器单元；步骤AS :微处理器单元将接受到的电信号进行计算，得到舵面偏转的角度值；步骤A9 :微处理器单元将计算得到的舵面偏转的角度值通过通讯单元传送到上位机。本专利技术相对于现有的方法具有安装简单、测量精度高等优点，在导弹的综合测试中，当舵机控制器接收制导计算机控制舵面偏转时，它能够实时、动态的测量舵面实际偏转的角度，角度测量范围不小于-40 +40°，测量精度不小于O. 01° ;可实时显示舵面偏转角度，并判断舵面偏转方向；舵偏显示组合能在上位机控制下实时记录舵偏角数值，数据存储空间为32M;在上位机控制下，舵偏角显示组合既可以连续测量、存储舵偏角数据，也可以单次测量舵偏角数据，还可以二者同时进行；舵偏显示组合可与上位机实现网口通讯。由于光栅传感器测量精度高、质量小、非接触性测量等优点，非常适合高精度、快速测量的场合，因此，本专利技术研制了基于光栅传感器的舵偏角测量装置，可实现4路导弹舵偏角实时测量。附图说明图1是动态高精光栅尺舵偏角测量装置的电气原理示意图；图2是具体实施方式一所述的动态高精光栅尺舵偏角测量装置的电气原理示意图；图3是舵偏角测量支架的主视图；图4是舵偏角测量支架的俯视图；图5是舵偏角测量机箱的主视图；图6是舵偏角测量机箱的侧视图； 图7是舵偏角测量机箱的俯视图；图8是具体实施方式八所述的舵偏角测量的方法的流程图。具体实施例方式具体实施方式一结合图1、图3和图4说明本实施方式，本实施方式所述的动态高精光栅尺舵偏角测量装置，它包括舵偏角测量支架1、光栅传感器2、舵偏角显示组合3、上位机4和舵偏角测量机箱；舵偏角测量支架I包括4个弧形导轨1_1、4个夹紧托架组合1_2、4个限位组合1-3、I个导轨托架组合1-4和4个定位板1-5，光栅传感器2包括4个读数头2-1和4段光栅尺2_2，舵偏显示组合3包括光栅信号处理单元3-1、微处理器单元3-2、微控制器单元3-3、数据存储单元3-4、液晶显示单元3-5、通讯单元3-6和电源模块3_7，舵偏角测量机箱5为标准的3U机箱，内部设置有一块电路板和电源，导轨托架组合1-4上设置有有四个支撑臂1-4-1，所述四个支撑臂1-4-1沿1_4的中心沿圆周方向均匀分布，每个支撑臂1-4-1的末端固定有一个弧形导轨1-1、一个夹紧托架组合1-2、一个限位组合1-3、一个定位板1-5、一个2-1读数头和一段光栅尺2-2，其中所述弧形导轨1-1固定在支撑臂1-4-1上，所述弧形导轨1-1与定位板1-5固定连接，所述定位板本文档来自技高网...
【技术保护点】
动态高精光栅尺舵偏角测量装置，其特征在于，它包括舵偏角测量支架(1)、光栅传感器(2)、舵偏角显示组合(3)、上位机(4)和舵偏角测量机箱；舵偏角测量支架(1)包括4个弧形导轨(1?1)、4个夹紧托架组合(1?2)、4个限位组合(1?3)、1个导轨托架组合(1?4)和4个定位板(1?5)，光栅传感器(2)包括4个读数头(2?1)和4段光栅尺(2?2)，舵偏显示组合(3)包括光栅信号处理单元(3?1)、微处理器单元(3?2)、微控制器单元(3?3)、数据存储单元(3?4)、液晶显示单元(3?5)、通讯单元(3?6)和电源模块(3?7)，舵偏角测量机箱(5)为标准的3U机箱，内部设置有一块电路板和电源，导轨托架组合(1?4)上设置有有四个支撑臂(1?4?1)，所述四个支撑臂(1?4?1)沿(1?4)的中心沿圆周方向均匀分布，每个支撑臂(1?4?1)的末端固定有一个弧形导轨(1?1)、一个夹紧托架组合(1?2)、一个限位组合(1?3)、一个定位板(1?5)、一个(2?1)读数头和一段光栅尺(2?2)，其中所述弧形导轨(1?1)固定在支撑臂(1?4?1)上，所述弧形导轨(1?1)与定位板(1?5)固定连接，所述定位板(1?5)与夹紧托架组合(1?2)固定连接，读数头(2?1)安装在夹紧托架组合(1?2)上，所述夹紧托架组合(1?2)用于与待测舵面固定，限位组合(1?3)套在舵面上，光栅尺(2?2)粘贴在弧形导轨(1?1)的内弧壁上形成圆光栅，该圆光栅的圆心、读数头(2?1)转动的圆心均位于舵轴上，光栅传感器(2)的光栅信号输出端与光栅信号处理单元(3?1)的光栅信号输入端相连，光栅信号处理单元(3?1)的光栅信号输出端与微控制器单元(3?3)的控制信号输入端相连，微控制器单元(3?3)的数据存储和读取端与数据存储单元(3?4)的数据写入和读取端相连，微控制器单元(3?3)的控制信号输出输入端与微处理器单元(3?2)的控制信号输出输入端相连，微处理器单元(3?2)的显示信号输出端与液晶显示单元的显示信号输入端相连，微控制器单元(3?3)通过通讯单元(3?6)与上位机(4)进行通讯，微处理器单元(3?2)通过通讯单元(3?6)与上位机(4)进行通讯，电源模块(3?7)的电信号输出端与光栅传感器(2)的电信号输入端相连，舵偏角显示组合(3)设置在舵偏角测量机箱内部。...
【技术特征摘要】
1.动态高精光栅尺舵偏角测量装置，其特征在于，它包括舵偏角测量支架(1)、光栅传感器(2)、舵偏角显示组合(3)、上位机(4)和舵偏角测量机箱； 舵偏角测量支架(1)包括4个弧形导轨(1-1)、4个夹紧托架组合(1-2)、4个限位组合(1-3)、1个导轨托架组合(1-4)和4个定位板(1-5)， 光栅传感器(2)包括4个读数头(2-1)和4段光栅尺(2-2)， 舵偏显示组合(3)包括光栅信号处理单元(3-1)、微处理器单元(3-2)、微控制器单元(3-3)、数据存储单元(3-4)、液晶显示单元(3-5)、通讯单元(3-6)和电源模块(3_7)， 舵偏角测量机箱(5)为标准的3U机箱，内部设置有一块电路板和电源， 导轨托架组合(1-4)上设置有有四个支撑臂(1-4-1)，所述四个支撑臂(1-4-1)沿(1-4)的中心沿圆周方向均匀分布，每个支撑臂(1-4-1)的末端固定有一个弧形导轨(1-1)、一个夹紧托架组合(1-2)、一个限位组合(1-3)、一个定位板(1-5)、一个(2-1)读数头和一段光栅尺(2-2)，其中所述弧形导轨(1-1)固定在支撑臂(1-4-1)上，所述弧形导轨(1-1)与定位板(1-5)固定连接，所述定位板(1-5)与夹紧托架组合(1-2)固定连接，读数头(2-1)安装在夹紧托架组合(1-2)上，所述夹紧托架组合(1-2)用于与待测舵面固定，限位组合(1-3)套在舵面上，光栅尺(2-2)粘贴在弧形导轨(1-1)的内弧壁上形成圆光栅，该圆光栅的圆心、读数头(2-1)转动的圆心均位于舵轴上， 光栅传感器(2)的光栅信号输出端与光栅信号处理单兀(3-1)的光栅信号输入端相连，光栅信号处理单兀(3-1)的光栅信号输出端与微控制器单兀(3-3)的控制信号输入端相连，微控制器单元(3-3)的数据存储和读取端与数据存储单元(3-4)的数据写入和读取端相连，微控制器单兀(3-3)的控制信号输出输入端与微处理器单兀(3-2)的控制信号输出输入端相连，微处理器单元(3-2)的显示信号输出端与液晶显示单元的显示信号输入端相连，微控制器单元(3-3)通过通讯单元(3-6)与上位机(4)进行通讯，微处理器单元(3-2)通过通讯单元(3-6)与上位机(4)进行通讯，电源模块(3-7)的电信号输出端与光栅传感器(2)的电信号输入端相连，舵...
【专利技术属性】
技术研发人员：邱辉，马晓东，邵云峰，任周唱，庄波海，
申请(专利权)人：北京电子工程总体研究所，
类型：发明
国别省市：
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