1037268耐高溫增量式光電編碼器

DFS60B-S4EA006001037268耐高溫增量式光電編碼器航天領(lǐng)域中技術(shù)難題的不斷突破,對(duì)火箭品質(zhì)的需求也日益提升?；鸺l(fā)動(dòng)機(jī)是火箭動(dòng)力系統(tǒng)的核心,電磁閥是火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的重要零部件之一,電磁閥中漆包線的纏繞質(zhì)量直接決定了發(fā)動(dòng)機(jī)工作的穩(wěn)定性和可靠性。目前大部分火箭發(fā)動(dòng)機(jī)電磁閥線圈的繞制還是依賴手工纏繞,工作效率低,廢品率高。一般繞線設(shè)備繞制層數(shù)少、張力波動(dòng)大,因此需要研制一套能夠?qū)崿F(xiàn)張力穩(wěn)定控制的線圈繞制系統(tǒng)。本文對(duì)電磁閥線圈繞制過程、參數(shù)要求、運(yùn)動(dòng)軌跡和控制算法進(jìn)行了分析,設(shè)計(jì)并裝配一臺(tái)由放線軸結(jié)構(gòu)、排線模塊、繞線軸結(jié)構(gòu)和張力緩沖調(diào)節(jié)裝置組成的線圈纏繞設(shè)備,采用基于STM32板為控制核心的多電機(jī)偏差耦合協(xié)同控制方式來完成多各電機(jī)的同步控制,通過對(duì)模塊運(yùn)動(dòng)軌跡的規(guī)劃,推出各軸電機(jī)的變速過程、變速節(jié)點(diǎn)和各節(jié)點(diǎn)處的三角函數(shù)加減速曲線,搭建線圈繞制自動(dòng)化設(shè)備控制系統(tǒng)的硬件模塊,利用張力傳感器、外接角度編碼器和伺服電機(jī)編碼器的反饋完成整個(gè)繞線過程的控制和監(jiān)管。同時(shí)開發(fā)能實(shí)時(shí)顯示張力、壓線角度和繞制圈數(shù),繪制相應(yīng)曲線,記錄必要數(shù)據(jù)的上位機(jī)軟件。通過確定對(duì)張力穩(wěn)定值與排線模塊找零方式精度,線圈繞制張力控制算法和關(guān)鍵參數(shù),壓線角度控制算法,奇偶層連接處折返位置及線圈邊緣繞制方式的實(shí)驗(yàn)分析和實(shí)驗(yàn)研究,確定控制組合方案和參數(shù)配比,實(shí)現(xiàn)線圈繞制的技術(shù)要求。研制一臺(tái)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)電磁閥線圈自動(dòng)繞制設(shè)備,實(shí)現(xiàn)繞線過程中的自動(dòng)出線、張力自動(dòng)控制、自動(dòng)緊密排線、路徑自動(dòng)規(guī)劃、自動(dòng)繞線、繞線匝數(shù)自動(dòng)計(jì)數(shù)等功能,能適用于線編碼器作為一種精密位置傳感器在軍事及民用等各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。隨著對(duì)編碼器精度、生產(chǎn)效率等要求的不斷提高,提高編碼器的精度成為各個(gè)廠家日益關(guān)注的問題。傳統(tǒng)編碼器碼盤與狹縫的間隙是通過相關(guān)機(jī)械件組裝實(shí)現(xiàn)的,其中既包含各零件加工公差耦合帶來的偏差,同時(shí)又容易產(chǎn)生裝配誤差。針對(duì)以上問題,本文設(shè)計(jì)了一種對(duì)編碼器組件精細(xì)化加工的調(diào)修平臺(tái),降低了零件加工以及裝配環(huán)節(jié)的技術(shù)要求,具有精度高、通用性強(qiáng)、效率高等特點(diǎn)。本文首先對(duì)論文的課題背景和研究意義進(jìn)行闡述,給出論文的主體結(jié)構(gòu)和內(nèi)容；其次對(duì)編碼器原理以及編碼器軸系進(jìn)行論述,對(duì)影響編碼器軸系精度的要素進(jìn)行歸納總結(jié)；再次研究編碼器組件軸系形位公差調(diào)修平臺(tái)的結(jié)構(gòu),對(duì)調(diào)修平臺(tái)的快速裝夾機(jī)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析：然后對(duì)調(diào)修平臺(tái)的控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

DFS60B-S4EA006001037268耐高溫增量式光電編碼器自動(dòng)化事業(yè)的發(fā)展,光學(xué)編碼器的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,市場上不斷涌現(xiàn)新技術(shù)原理新結(jié)構(gòu)形式的光學(xué)編碼器。在光學(xué)編碼器生產(chǎn)過程中,光學(xué)編碼器在線檢測分析儀器至關(guān)重要,它關(guān)系到光學(xué)編碼器質(zhì)量的控制,可以分析光學(xué)編碼器的電氣性能,在其生產(chǎn)應(yīng)用過程中*。本文系統(tǒng)地介紹了光學(xué)編碼器的工作原理,在對(duì)光學(xué)編碼器有全面深刻認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上,成功地完成了光學(xué)編碼器在線電氣性能測試和評(píng)價(jià)儀器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用一系列研究工作。該儀器提供的電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)線性范圍達(dá)150轉(zhuǎn)/分～8000轉(zhuǎn)/分,單通道采樣率1.25MS/s。該儀器可以同時(shí)顯示三個(gè)通道的波形,并實(shí)現(xiàn)通道的疊加?？梢灾苯幼x取增量型光學(xué)編碼器的A/B/Z各通道信號(hào)的相位差、幅值范圍、占空比大小、頻率、相位參數(shù)及其動(dòng)態(tài)特性,實(shí)現(xiàn)對(duì)光學(xué)編碼器輸出脈沖的計(jì)數(shù)功能,綜合評(píng)估光學(xué)編碼器的電氣性能。研制工作為增量型光學(xué)編碼器的生產(chǎn)提供了參數(shù)調(diào)整、性能檢測和質(zhì)量控制的高性能新手段。本文還通過光學(xué)編碼器電器特性在線檢測儀器進(jìn)行的調(diào)試實(shí)驗(yàn)、沖擊實(shí)驗(yàn)、高低轉(zhuǎn)速對(duì)比實(shí)驗(yàn)、碼盤落塵實(shí)驗(yàn)等一系列實(shí)驗(yàn),檢測了各項(xiàng)因素對(duì)光學(xué)編碼器性能的影響,本文還結(jié)合光學(xué)編碼器工作原理,討論在生產(chǎn)制造及應(yīng)用過程中,哪些因素對(duì)光學(xué)編碼器性能有重要影響,本文的研究成果對(duì)光學(xué)編碼器的制造與應(yīng)用不但具有學(xué)術(shù)意義,而且具有明顯的經(jīng)濟(jì)價(jià).

       量記錄位置信息的數(shù)據(jù)被不斷產(chǎn)生,對(duì)這些位置數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和充分利用的需求日益迫切。軌跡數(shù)據(jù)作為見的位置數(shù)據(jù),是智能交通系統(tǒng)（Intelligent Transportation System,ITS）中研究的重點(diǎn)方向。本文將研究移動(dòng)軌跡的預(yù)測模型,該領(lǐng)域是近幾年智慧城市與智能交通的研究熱點(diǎn)之一,主要是因?yàn)閷?duì)移動(dòng)對(duì)象的軌跡進(jìn)行實(shí)時(shí)的預(yù)測可以有效地防止交通擁堵,同時(shí)能夠?yàn)橛脩籼峁└觽€(gè)性化的基于位置的服務(wù)。目前已存在多種軌跡預(yù)測問題的解決方法,包括基于統(tǒng)計(jì)的方法和基于深度學(xué)習(xí)的方法。但是現(xiàn)有的方法缺少統(tǒng)一的評(píng)測環(huán)境,因此很難對(duì)不同算法的性能進(jìn)行客觀比較。其次,許多算法借助額外的數(shù)據(jù)來提高預(yù)測精度,而這些外部數(shù)據(jù)往往難以獲得,這就導(dǎo)致評(píng)價(jià)這些算法時(shí)缺少公平的實(shí)驗(yàn)設(shè)定和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)這些問題,本文對(duì)多種主流的預(yù)測算法在相同的數(shù)據(jù)集、硬件環(huán)境、實(shí)驗(yàn)設(shè)定和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的情況下進(jìn)行全面的評(píng)估。我們選取5個(gè)基于統(tǒng)計(jì)的算法和10個(gè)基于深度學(xué)習(xí)的算法,給定的評(píng)估設(shè)定是利用一個(gè)移動(dòng)對(duì)象過去30個(gè)時(shí)間戳的原始軌跡數(shù)據(jù),對(duì)未來不同長度時(shí)間的軌跡進(jìn)行預(yù)測,使用平均誤差和來對(duì)預(yù)測效果進(jìn)行統(tǒng)一的評(píng)估。我們利用三個(gè)具有不同運(yùn)動(dòng)模式的真實(shí)軌跡數(shù)據(jù)集對(duì)上述15種算法進(jìn)行廣泛的實(shí)證評(píng)估,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果揭示有趣的發(fā)現(xiàn)和規(guī)律。在評(píng)估各個(gè)軌跡預(yù)測算法的過程中,我們發(fā)現(xiàn)兩個(gè)問題,一個(gè)是在真實(shí)的軌跡數(shù)據(jù)集中,存在大量符合真實(shí)運(yùn)動(dòng)模式的靜止軌跡,現(xiàn)有的預(yù)測方法在處理這種輸入數(shù)據(jù)時(shí),通常都會(huì)輸出一條運(yùn)動(dòng)的軌跡,這會(huì)導(dǎo)致預(yù)測的誤差很大。第二個(gè)問題是,由于軌跡點(diǎn)都是由二維經(jīng)緯度組成,許多數(shù)據(jù)之間的差異非常微小,直接使用單個(gè)模型無法很好的對(duì)數(shù)據(jù)建模。針對(duì)個(gè)問題,本文提出一個(gè)移動(dòng)狀態(tài)預(yù)測組件,在預(yù)測軌跡之前先對(duì)其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測,該組件能夠有效地提高預(yù)測精度。針對(duì)第二個(gè)問題,我們借助多層感知機(jī)和長短期記憶網(wǎng)絡(luò)來解決,利用多層感知機(jī)來捕獲軌跡數(shù)據(jù)中的局部特征,利用長短期記憶網(wǎng)絡(luò)來捕獲軌跡數(shù)據(jù)中的時(shí)間特征。我們將移動(dòng)預(yù)測組件組合到多層感知機(jī)和長短期記憶網(wǎng)絡(luò)中,得到一個(gè)新的基于隨機(jī)森林和MLP-LSTM的軌跡預(yù)測混合模型。