[發(fā)明專利]變速運(yùn)動(dòng)中光柵動(dòng)態(tài)測(cè)量延時(shí)誤差補(bǔ)償方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711002890.X
• 申請(qǐng)日: 2017-10-24
• 公開（公告）號(hào): CN107843271B
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱維斌;王辛;葉樹亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)計(jì)量大學(xué)
• 主分類號(hào): G01D3/028
• 分類號(hào): G01D3/028
• 代理公司: 杭州奧創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33272
• 代理人: 王佳健

本發(fā)明公開了一種在變速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中光柵動(dòng)態(tài)測(cè)量延時(shí)誤差的補(bǔ)償方法。本發(fā)明包括以下步驟：離線標(biāo)定光柵莫爾信號(hào)經(jīng)過(guò)硬件電路所耗時(shí)間；計(jì)算光柵莫爾信號(hào)軟件算法處理時(shí)間；實(shí)時(shí)計(jì)算光柵測(cè)量值對(duì)時(shí)間的n階微分量；通過(guò)泰勒模型量化光柵變速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的延時(shí)誤差；輸出延時(shí)誤差補(bǔ)償后的光柵動(dòng)態(tài)測(cè)量值。本發(fā)明使用光柵測(cè)量值的多階微分表征光柵在變速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中信號(hào)因延時(shí)造成的動(dòng)態(tài)測(cè)量誤差，提出能夠滿足變速、變加速等復(fù)雜運(yùn)動(dòng)工況下的延時(shí)誤差補(bǔ)償方法，以提升光柵動(dòng)態(tài)測(cè)量精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光柵動(dòng)態(tài)測(cè)量領(lǐng)域，特別是涉及一種變速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中光柵動(dòng)態(tài)測(cè)量延時(shí)誤差補(bǔ)償方法。

背景技術(shù)

光柵測(cè)量技術(shù)一直是測(cè)量領(lǐng)域中的重要組成部分。不同于傳統(tǒng)的靜態(tài)測(cè)量，動(dòng)態(tài)測(cè)量的特性決定了其精度評(píng)定和量值處理方法的復(fù)雜性。隨著技術(shù)的發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用要求的提高，對(duì)實(shí)時(shí)獲取光柵動(dòng)態(tài)測(cè)量值的要求也越來(lái)越高。

光柵動(dòng)態(tài)測(cè)量與靜態(tài)測(cè)量最本質(zhì)的區(qū)別體現(xiàn)在動(dòng)態(tài)測(cè)量輸出值需要與時(shí)間呈一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。但是在動(dòng)態(tài)測(cè)量中，由于信號(hào)處理等原因會(huì)向測(cè)量信號(hào)引入延時(shí)，造成測(cè)量輸出值不能實(shí)時(shí)表征真實(shí)值。這種因信號(hào)處理延時(shí)造成的動(dòng)態(tài)測(cè)量誤差被稱之為延時(shí)誤差。

目前國(guó)內(nèi)關(guān)于動(dòng)態(tài)測(cè)量中延時(shí)誤差的補(bǔ)償技術(shù)仍不完善，對(duì)動(dòng)態(tài)測(cè)量的研究大多局限在勻速運(yùn)動(dòng)工況。發(fā)明專利《動(dòng)態(tài)測(cè)角系統(tǒng)測(cè)量精度的標(biāo)定方法》(專利申請(qǐng)?zhí)?01310474101.8)中將轉(zhuǎn)臺(tái)角速率和測(cè)角系統(tǒng)延時(shí)乘積造成的誤差稱為“速率引入誤差”，并認(rèn)為其是動(dòng)態(tài)測(cè)量誤差的主要來(lái)源。但在實(shí)際測(cè)量中難以保證光柵長(zhǎng)時(shí)間作勻速運(yùn)動(dòng)，在變速、變加速等復(fù)雜運(yùn)動(dòng)工況下，“速率引入誤差”不能表征延時(shí)誤差中的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種變速運(yùn)動(dòng)中光柵動(dòng)態(tài)測(cè)量延時(shí)誤差補(bǔ)償方法。

本發(fā)明包括以下步驟：

a.離線標(biāo)定光柵莫爾信號(hào)經(jīng)過(guò)硬件電路所耗時(shí)間τ₁。

b.分析計(jì)算光柵莫爾信號(hào)軟件算法處理信號(hào)時(shí)間τ₂。

c.實(shí)時(shí)計(jì)算光柵測(cè)量值P_m(t)對(duì)時(shí)間的多階微分量P_m⁽ⁿ⁾(t)。

d.通過(guò)泰勒模型量化光柵變速運(yùn)動(dòng)下的延時(shí)誤差

e.輸出延時(shí)誤差補(bǔ)償后的光柵動(dòng)態(tài)測(cè)量值P(t)＝P_m(t)+ΔP(t)。

本發(fā)明的有益效果是：建立了一種更符合實(shí)際工況的光柵變速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中延時(shí)誤差補(bǔ)償模型，以補(bǔ)償光柵動(dòng)態(tài)測(cè)量時(shí)因信號(hào)處理時(shí)間等因素造成的測(cè)量延時(shí)誤差，保證了光柵在任意運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)測(cè)量精度。

附圖說(shuō)明

圖1-1是圓光柵動(dòng)態(tài)測(cè)角過(guò)程中因信號(hào)處理時(shí)間等因素造成的延時(shí)誤差示意圖。

圖1-2是直線光柵動(dòng)態(tài)測(cè)距過(guò)程中因信號(hào)處理時(shí)間等因素造成的延時(shí)誤差示意圖。

圖2是光柵變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，測(cè)量值P_m(t)與補(bǔ)償后動(dòng)態(tài)測(cè)量值P(t)對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖。

圖3是光柵變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下延時(shí)誤差ΔP(t)大小示意圖。

圖4是光柵動(dòng)態(tài)測(cè)量變速運(yùn)動(dòng)下延時(shí)誤差補(bǔ)償流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。