留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于超声电机的轻型指向机构及其指向误差分析

田咪,  何志平,  陈凯,  吕刚,  王建宇

downloadPDF
文章导航 > 红外与激光工程  > 2015 >  44(7): 2200-2205
田咪, 何志平, 陈凯, 吕刚, 王建宇. 基于超声电机的轻型指向机构及其指向误差分析[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(7): 2200-2205.
引用本文: 田咪, 何志平, 陈凯, 吕刚, 王建宇. 基于超声电机的轻型指向机构及其指向误差分析[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(7): 2200-2205.
shu
Tian Mi, He Zhiping, Chen Kai, Lv Gang, Wang Jianyu. Lightweight pointing mechanism and its pointing error analysis based on ultrasonic motor[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(7): 2200-2205.
Citation: Tian Mi, He Zhiping, Chen Kai, Lv Gang, Wang Jianyu. Lightweight pointing mechanism and its pointing error analysis based on ultrasonic motor[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(7): 2200-2205.
shu

基于超声电机的轻型指向机构及其指向误差分析

  • 1.

    中国科学院上海技术物理研究所 中国科学院空间主动光电技术重点实验室,上海 200083

基金项目: 

国家自然科学基金(21105109)

详细信息
    作者简介:

    田咪(1989-),女,博士生,主要从事多目标光谱探测方面的研究。Email:yzstm1989@163.com

  • 中图分类号: TP23

Lightweight pointing mechanism and its pointing error analysis based on ultrasonic motor

  • 1.

    Key Laboratory of Space Active Opto-Electronics Technology,Chinese Academy of Sciences,Shanghai Institute of Technical Physics,CAS,Shanghai 200083,China

  • 摘要: 在探月工程中, 为了实现基于空间应用光谱仪的多目标光谱探测, 需要设计满足轻小型和高可靠性的二维指向机构。目前, 超声电机作为驱动源, 精密电位计作为一种位置传感器, 因其自身的优良性能正逐步应用于精密仪器和定位技术中。基于此, 设计了由超声电机、精密电位计和扫描镜组成的二维指向机构, 并以一维指向模型为工程样机, 通过设计闭环控制电路和指向控制机制进行功能测试, 验证了该机构空间应用的可行性。为了测量精度, 搭建实验室测试平台, 并进行多次指向试验, 通过对测试结果进行分析, 提出提高指向精度的方案。
    Abstract: In the lunar exploration project, in order to achieve multi-target spectrum detection based on space applications, designing a lightweight and highly reliable two-dimensional pointing mechanism is needed. Currently, the ultrasonic motor as a driving source and the precise potentiometer as a position sensor, are gradually applied in precise instruments and positioning technologies due to their excellent performance. Based on this, a two-dimensional pointing mechanism consisting of ultrasonic motor, precise potentiometer and scanning mirror was designed. Besides, in order to validate feasibility of the two-dimensional pointing mechanism in space applications, one-dimensional pointing mechanism model was designed and assembled as the engineering prototype, and functional test was conducted based on the closed-loop control circuit and pointing control mechanism. In order to meet the demand of accuracy test, laboratory test platform was built, several pointing experiments were carried out to measure and solutions to improve accuracy were put forward through error analysis of the test results.
  • [1]
    [2] Zhao Chunsheng. Ultrasonic Motors Technologies and Applications [M]. Beijing: Science Press, 2007: 1-7. (in Chinese) 赵淳生. 超声电机技术与应用[M]. 北京: 科学出版社, 2007: 1-7.
    [3] Zheng Wei, Zhu Chunling, Lu Dan, et al. Research on characteristic of traveling wave type rotary ultrasonic motors under high temperature[J]. Proceeding of the CSEE, 2008, 28(21): 85-89. (in Chinese) 郑伟, 朱春玲, 芦丹, 等.高温环境下旋转型行波超声电机性能研究 [J]. 中国电机工程学报, 2008, 28(21): 85-89.
    [4]
    [5]
    [6] Zhai Shiwei. Research on nano-positioning system driven by macro/micro hybrid piezoelectric actuators[D]. Harbin: Harbin Institute of Technology, 2008. (in Chinese) 翟士伟. 全压电驱动纳米级宏/微定位系统的研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2008.
    [7] Jie Degang, Sun Lining, Qu Dongsheng, et al. Fuzzy-reasoning based self-tuning PID control for piezoelectric micro-displacement system[J]. Journal of Harbin Institute of Technology, 2005, 37(2): 145-147. (in Chinese) 节德刚, 孙立宁, 曲东升, 等. 压电陶瓷微位移系统的模糊PID控制方法[J]. 哈尔滨工业大学学报, 2005, 37(2): 145-147.
    [8]
    [9]
    [10] Senjyu T, Miyazato H, Yokoda S. Speed control of ultrasonic motors using neural network[J]. IEEE Transactions on Power Electronics, 1998, 13(3): 381-387.
    [11] Zhou Liping, Sun Zhijun, Zhang Quan, et al. A precision alignment control method of linear ultrasonic motors using the normal distribution theory[J]. Proceedings of the CSEE, 2012, 32(27): 60-65. (in Chinese) 周丽平, 孙志俊, 张泉, 等. 一种应用正态分布理论的直线超声电机精密定位控制方法[J]. 中国电机工程学报, 2012, 32(27): 60-65.
    [12]
    [13]
    [14] Cheng Xiaoli, Xie Jianying, Wang Lin, et al. Application of absolute encoder to motor position detection system[J]. Control Engineering of China, 2007, 14(5): 549-554. (in Chinese) 程晓莉, 谢剑英, 王林, 等.绝对式编码器在电机定位中的应用[J]. 控制工程, 2007, 14(5): 549-554.
    [15]
    [16] Zhong Lunchao, Duo Yingxian, Wang Jianzhong, et al. The design and implementation of UAV-FBW system based-on potentiometer as displacement sensor[J]. Chinese Journal of Sensors and Actuators, 2013, 26(8): 1164-1167. (in Chinese) 钟伦超, 朵英贤, 王建中, 等.基于电位计式位移传感器的无人机电传操纵系统的设计与实现[J]. 传感技术学报, 2013, 26(8): 1164-1167.
    [17] Huang Yi, Wang Shurong, Song Kefei, et al. Design of solar ultrasonic spectral radiometer and out-field experiments in Lijiang[J]. Infrared and Laser Engineering, 2008, 37(3): 530-533. (in Chinese) 黄熠, 王淑荣, 宋克非, 等. 太阳紫外光谱辐射计的研制及丽江外场实验 [J]. 红外与激光工程, 2008, 37(3): 530-533.
  • [1] 赵文赫, 白杨杨, 王劲凯, 张立中.  基于双PSD的三维测角传感器精度分析 . 红外与激光工程, 2024, 53(2): 20230543-1-20230543-11. doi: 10.3788/IRLA20230543
    [2] 杨峰, 石振东, 姜勇, 冷杰, 王雅兰, 陈德章, 徐林, 宋昭, 徐诗月, 贾凯, 高剑波, 白杨, 周寿桓.  阵列光束棱镜扫描光束指向及点云精度分析 . 红外与激光工程, 2023, 52(5): 20220689-1-20220689-9. doi: 10.3788/IRLA20220689
    [3] 王智勇, 张晶晶, 孙浩, 刘石神.  二维划分反馈控制的星模拟器光源光谱匹配精度提升方法 . 红外与激光工程, 2023, 52(2): 20220451-1-20220451-11. doi: 10.3788/IRLA20220451
    [4] 杨开宇, 金宁, 杨丹, 普龙, 徐曼, 董树林, 苏雷.  基于二维函数PST的离轴四反系统杂散光分析 . 红外与激光工程, 2023, 52(1): 20220330-1-20220330-9. doi: 10.3788/IRLA20220330
    [5] 李正伟, 黄孝斌, 胡尧.  基于二维随机投影特征典型相关分析融合的SAR ATR方法 . 红外与激光工程, 2022, 51(10): 20220029-1-20220029-8. doi: 10.3788/IRLA20220029
    [6] 秦涛, 郭骏立, 张美丽, 韩培仙, 王进, 亓波.  星载二维转台结构设计及刚度分析 . 红外与激光工程, 2022, 51(5): 20210364-1-20210364-9. doi: 10.3788/IRLA20210364
    [7] 何鑫, 姜翔, 顾伯忠, 叶宇, 乐中宇.  丽江2.4 m望远镜耐焦卡焦切换系统的设计与分析 . 红外与激光工程, 2022, 51(5): 20210881-1-20210881-9. doi: 10.3788/IRLA20210881
    [8] 秦铭泽, 胡源, 贺文俊, 郑阳, 储雨豪, 袁夕尧, 李文轩.  裂像镜在激光测距机离焦检测中的应用 . 红外与激光工程, 2021, 50(10): 20200454-1-20200454-6. doi: 10.3788/IRLA20200454
    [9] 李彬, 雷宏杰.  机载光学大气数据系统数据反演精度分析 . 红外与激光工程, 2021, 50(8): 20200429-1-20200429-6. doi: 10.3788/IRLA20200429
    [10] 刘岩, 雷柏平, 范斌, 边疆.  基于视觉测量的目标定位技术及结构参数优化 . 红外与激光工程, 2020, 49(S2): 20200191-20200191. doi: 10.3788/IRLA20200191
    [11] 马磊, 张子昂.  双向反射分布函数测量装置设计及指向精度分析 . 红外与激光工程, 2019, 48(5): 517003-0517003(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0517003
    [12] 吴从均, 张新洁.  反射变距离激光传输链路几何衰减模拟系统研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(S2): 117-124. doi: 10.3788/IRLA201948.S218003
    [13] 王凯, 闫勇, 徐明林, 左玉弟, 金光, 陶淑苹.  轻小型空间遥感相机精密调焦机构设计与试验 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1218004-1218004(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1218004
    [14] 毛晓楠, 周琦, 马英超, 闫晓军, 唯乐思, 余路伟, 尹海宁, 张晴.  浦江一号卫星星敏感器在轨测量精度分析 . 红外与激光工程, 2017, 46(5): 517002-0517002(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0517002
    [15] 李健, 张广军, 魏新国.  多视场星敏感器数学模型与精度分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(4): 1223-1228.
    [16] 苏燕芹, 张景旭, 陈宝刚, 杨飞, 赵宏超.  谐波分析方法在提高精密转台回转精度中的应用 . 红外与激光工程, 2014, 43(1): 274-278.
    [17] 郭方, 练国富, 张宁.  复眼三维目标定位精度分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(12): 4088-4093.
    [18] 闫力松, 王孝坤, 郑立功, 王润强, 张学军.  大口径反射镜子孔径拼接自检验精度分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1920-1924.
    [19] 马晶, 王健, 谭立英, 于思源, 姜义君.  超声吸收引起的声光偏转器指向偏差研究 . 红外与激光工程, 2013, 42(3): 805-809.
    [20] 陆衡, 陈好, 何勇, 李建欣, 胡绍云, 张浩, 孟庆安.  基于泰伯莫尔法的长焦距测量系统的装调技术 . 红外与激光工程, 2013, 42(10): 2836-2841.
  • 加载中
WeChat 点击查看大图
计量
  • 文章访问数:  300
  • HTML全文浏览量:  30
  • PDF下载量:  143
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-11-05
  • 修回日期:  2014-12-13
  • 刊出日期:  2015-07-25

基于超声电机的轻型指向机构及其指向误差分析

  • 1. 中国科学院上海技术物理研究所 中国科学院空间主动光电技术重点实验室,上海 200083
    • 作者简介:

    田咪(1989-),女,博士生,主要从事多目标光谱探测方面的研究。Email:yzstm1989@163.com

  • 收稿日期: 2014-11-05
  • 修回日期: 2014-12-13
  • 刊出日期: 2015-07-25
基金项目:

国家自然科学基金(21105109)

  • 中图分类号: TP23

摘要: 在探月工程中, 为了实现基于空间应用光谱仪的多目标光谱探测, 需要设计满足轻小型和高可靠性的二维指向机构。目前, 超声电机作为驱动源, 精密电位计作为一种位置传感器, 因其自身的优良性能正逐步应用于精密仪器和定位技术中。基于此, 设计了由超声电机、精密电位计和扫描镜组成的二维指向机构, 并以一维指向模型为工程样机, 通过设计闭环控制电路和指向控制机制进行功能测试, 验证了该机构空间应用的可行性。为了测量精度, 搭建实验室测试平台, 并进行多次指向试验, 通过对测试结果进行分析, 提出提高指向精度的方案。

English Abstract

    全文HTML

参考文献 (17)

目录

    /

    返回文章
    返回

    版权所有 © 2019 《红外与激光工程》编辑部｜ 地址: 天津市空港经济区中环西路58号｜ 邮政编码: 300308

    津ICP备19007885号-1

    本系统由 北京仁和汇智信息技术有限公司 开发    百度统计