一、电容传感器式角度编码器（论文文献综述）
吴海梅[1]（2021）在《基于可分度旋转关节的新型球杆仪》文中研究指明
卢泽洵[2]（2020）在《电涡流式智能球铰链回转角度测量关键技术研究》文中研究表明精密球铰链具有三个方向的回转自由度,转动灵活、结构简单,是具备大承载能力的低副运动机构,广泛应用于机器人、并联机构、医疗器械等工业领域。为了提升装备运动精度,解决球铰链难以实时得知自身运动状态和回转位姿的问题,研究小组在已有磁效应测量方法基础上,研制了一种基于电涡流传感器的球铰链回转角度测量方法。其基本原理是在球头表面构建几何形貌特征,将电涡流传感器嵌入球窝中与其对应,当球头回转时,探头与形貌特征的相对位置变动会引起传感器测量信号的特征变化,通过神经网络算法建立传感器输出信号组合与球铰链回转角度之间的模型关系。前期的研究和成果虽然验证了该方案的可行性,但存在电涡流传感器数据采集重复性差,传感器匹配方案不合理等不足,这些不足影响和限制了测量精度和量程。本文针对这些问题进一步完善和改进测量方法,并提升测量精度和使用性能。本文完成的主要工作包括:利用仿真分析和实验测试确定传感器和球头表面形貌特征的最佳匹配方式,升级原样机的设计方案;对原有人工神经网络算法进行改进,重新构建电涡流传感器测量值与球铰链回转角度值之间的拟合关系;重新设计并研制电涡流式测角样机并开展相关实验;使用了高精度转角标定装置对实验测量结果进行评定,分析样机的测量精度、分辨力和量程。改进型电涡流式球铰链样机的仿真结果表明:该方案在±20°回转范围内,转角α的测量均方差为19’39",转角β的测量均方差为14’50";±12°回转范围内α的测量均方差为8’43",β的测量均方差为8’55"。在样机的实测实验中,转角α的测量均方差为21’17",转角β的测量均方差为25’14"。且α在5°～20°、β在4°～20°测量区间内的α转角的测量均方差达到7’5",β转角的测量均方差达到5’26"。与原有涡流测角方案相比,改进型电涡流式智能球铰链实现了±20°量程范围内的回转角度测量,且在某些小区域的回转角度范围内展现出更高的测角精度,证明了该设计方案在提升球铰链测角功能上具有一定优势,有望进一步研究与应用。
张媛淇[3]（2020）在《基于高斯过程回归的智能球铰链回转角度测量建模研究》文中研究说明作为一种具有三个空间回转自由度的运动部件,智能球铰链运动灵活、结构紧凑、承载力较强,在工业机器人、并联机构、医学仪器和航空航天等领域应用广泛,但智能球铰链在被动运动中的空间回转角度无法自动获取。为解决这个问题,传统方法大多采用光学和机械等方法测量转角,然而这些方法增加了球铰链系统复杂度。基于上述方法的缺点,课题组在前期研究中,提出了两种检测球铰链空间回转角度方法:课题组研制一种基于磁效应的智能球铰链,分别利用磁场理论知识和RBF（Radial Basis Function）人工神经网络技术进行建模并反解球头转角;另外课题组又基于电涡流效应提出了一种崭新的测量方法,并通过GRNN（General Regression Neural Network）人工神经网络建模技术实现了可行性验证和角度测量。上述两种方法虽然实现了智能球铰链空间回转角度检测,但是仍然存在反解角度耗时较长、实时显示效果较差、测量分辨率较低、精度提升空间有限等一系列问题。本文针对以上问题,围绕智能球铰链测量模型,主要开展以下工作:1.尝试采用高斯过程回归算法构建两种建模方法的测量模型;2.首先选取课题组前期理论数据进行高斯过程回归建模,发现反解角度误差最大可达5°18′和4°48′,然后需要通过解算的转角误差修正模型参数,依据不同类型的球铰链分别建立合适的高斯过程回归模型;3.将不同类型球铰链置于标定实验装置内并完成高斯过程回归模型的数据训练,编写新的上位机界面并将测量转角信息显示在上面;4.最后分别对整个新型智能球铰链系统进行精度测试和误差分析。仿真和实验结果表明,采用高斯过程回归建模提高了智能球铰链测角精度和分辨力,同时在球铰链整个工作空间内,角度测量误差分布比较均匀。在基于磁效应传感器的新型智能球铰链实验中:在±20°测量范围以内,X轴方向回转角度α的最大误差为6′,最小误差为33″,Y方向回转角度β的最大误差为10′48″,最小误差为24″;在基于电涡流传感器的新型智能球铰链实验中:在±18°测量范围以内,X轴方向回转角度α的最大误差为5′24″,最小误差为29″,Y方向回转角度β的最大误差为3′,最小误差为36″。高斯过程回归算法与等效磁荷法和人工神经网络法相比具有一定优势,通过提高新型智能球铰链系统的测角精度和分辨力,为球铰链更为广阔的应用前景奠定基础。
孟瑶[4]（2019）在《基于多电场耦合的绝对式角位移测量方法研究》文中认为绝对式角位移测量及相关传感器件是工业自动化、智能化发展过程中的重要组成部分。角位移编码器在满足绝对式定位的同时,又要实现高精度测量,这对传感器的要求大大增加。就光栅编码器而言,测量精度取决于其轨道数量,而想要获得更高的测量精度,必须增加轨道的数量,这将增加编码器的大小和重量、限制了测量精度的提高。而绝对式光栅编码器的结构要比增量式光栅编码器复杂得多,所以相对于增量式光栅编码器而言,绝对式光栅编码器所能达到的测量精度相对较低。作者所在实验室提出的以“时空转换”原理为基础的电场式时栅角位移传感器,对整周均布的传感电极施加四路+sin、+cos、-sin、-cos激励信号,产生交变电场构建匀速参考系,实现空间到时间基准的转换。针对目前传统角编码器在实现绝对定位的同时难以兼顾高精度测量的问题,本文提出了一种新型结构的多电场耦合的绝对式高精度时栅角位移传感器。它利用电信号直接产生匀速运动的电场,产生方式不会产生能量的损耗,保障了匀速参考坐标系的稳定性。采用两圈结构,利用内圈N-1对极与外圈N对极整周相差一个周期来实现绝对式定位,消除了增量式结构的累计误差。单圈采用单列式传感结构,利用四路+sin、+cos、-sin、-cos激励信号直接耦合输出行波信号,实现了角度位移的高精度测量。本文主要研究内容包括:1、介绍了电场式时栅角位移传感器的测量原理,并对单列传感结构进行了误差分析,研究了误差来源及误差测量机理。2、根据电场式时栅角位移传感器的基本测量原理,设计了一种新型结构的绝对式角位移传感器,推导了绝对式定位公式及绝对定位误差极限。3、利用ANSOFT MAXWELL电磁仿真软件对设计的传感器模型进行电场仿真分析,重点分析多电场之间的电场分布特性和定转子之间不同间隙高度对误差的影响。4、制作传感器样机,搭建实验系统,对传感器的精度与性能进行测试。5、分析实验结果,优化传感器结构,消除其结构设计的不合理性,提高测量精度。基于多电场耦合的时栅角位移传感器主要通过理论分析、电场模型仿真以及实验研究,结合理论与实践,优化传感器结构,最终在任意0°360°范围内,实现绝对式定位,同时其经谐波修正后的整周测量精度达到了±1″。
李海[5]（2018）在《精密定位平台视觉运动追踪与伺服控制研究》文中研究表明精密定位平台向大行程、高精度、多自由度的快速发展,给当前的运动检测手段与控制技术带来了极大的挑战。由于具有非接触、高柔性、可视化等特点,以计算机视觉为基础的视觉技术具有解决上述问题的潜力。然而视觉技术中固有的缺点如计算量大、易受环境干扰等使其在精密定位领域应用中受限。本学位论文以平面多自由度并联定位平台为对象,应用机器视觉等技术,研究高性能（高精度、高带宽、高柔性）多自由度运动测量方法及视觉伺服理论。本文的主要研究内容如下:（1）针对具有不同尺度工作空间的平面多自由度精密定位平台分别设计了对应的视觉测量系统。针对微视觉测量系统视场和景深小等原因所导致的标定困难问题,提出一种基于直线元素的自动化标定方法。首先,对所搭建微视觉系统的非线性成像模型进行了介绍;然后,对所提基于直线元素的标定方法所涉及的主要原理和步骤进行了推导;最后,采用包含不同类型直线元素的标定板对所搭建的微视觉测量系统进行了标定实验研究。实验结果表明所提标定方法可以标定出微视觉测量系统的完整几何模型参数并有效提高微视觉测量系统的测量精度。（2）针对大行程宏动精密定位平台的位姿测量,提出了基于几何特征的退化透射N点投影法（DPnP）。该方法结合相机成像模型与射影变换,将平面三自由度运动跟踪问题转化为退化的PnP问题,并通过构造正规方程进行高效高精度求解;为了进一步提高该方法的测量精度,对影响测量精度的各种因素包括畸变、输入参数不确定度和不平行角误差进行了建模分析;最后,通过仿真和实验对所提方法的有效性及性能进行了验证,证明了所提方法具有较高的鲁棒性与测量精度。（3）针对微动精密定位平台的位姿测量,提出了基于灰度特征的优化模板匹配（IOTM）追踪法。在IOTM法中,为克服常规模板匹配方法计算量大、测量自由度少等缺点,将模板匹配与射影变换群相结合,使不同运动自由度运动追踪问题转化为不同的参数化优化模板匹配问题;然后,研究了有效的数值优化方法和优化策略,对上述多参数非线性优化问题进行高效高精度求解;最后,分别以平面平移变换和平面欧式变换为基础,研发了用于刚体平面2DOF线性位移和3DOF运动的追踪算法,并对所研发算法的性能进行了仿真和在线实验研究。（4）研究平面精密定位平台的视觉伺服定位方法。首先,以优化模板追踪为基础,提出一种基于区域模板匹配的视觉伺服方法,对该方法中的关键步骤包括误差函数和图像雅可比矩阵进行了推导;接着,将本实验室研发的微定位系统和本文研发的微视觉系统进行集成搭建了视觉伺服精密定位实验系统;最后,设计了对应的视觉伺服控制算法,分别通过仿真和在线实验对所提方法进行了实验研究,验证了所提方法的有效性。最后,对全文的研究内容进行了总结并对未来研究进行了展望。
廖普[6]（2018）在《基于人工神经网络的精密球铰链空间回转角度测量》文中研究指明精密球铰链是拥有三个回转自由度的传动部件,在机器人、并联机构等领域应用非常广泛,但其在被动运动中的转角信息无法自知。若能实时获取球铰链空间转角信息和球铰链位姿,将会对球铰链运动间隙误差补偿及装备运动控制有重要价值。精密球铰链结构简单、尺寸小,传统的光学、机械式测量转角方法不适用。在不影响球铰链运动精度、工作强度的前提下,我们提出了基于磁效应的嵌入式智能球铰链检测空间转角测量方法。基本原理是将永磁体嵌在球头内,磁效应传感器阵列嵌入到球窝中,永磁体随球头在空间回转,引起传感器所在位置的磁感应强度变化,传感器阵列实时获取磁感应强度变化,通过数学模型反解出球铰链空间回转角度。在项目组先前工作的基础上,本文针对精密球铰链样机测量精度和分辨率偏低的问题开展了比较深入和系统的研究,主要完成以下工作:针对数学模型法反解算法耗时长的缺点,尝试抛开测量模型,采用人工神经网络构建磁效应传感器测量值与球铰链空间转角的对应关系;在仿真分析的基础上,确定了永磁体与传感器最佳搭配测量方案,并优化了球铰链样机的结构参数;研发了标定实验装置,在该装置上完成了神经网络模型的数据训练;针对神经网络法的特点,编写了专用的测量软件。最后,利用标定实验装置完成了相关的实验测试。经过实验测试及转角误差计算,在±20°范围以内,X轴方向回转角α的最大误差为23′56″,最小误差为-29′31″,平均误差为1′51″,Y方向回转角β的最大误差为36′46″,最小误差为-36′36″,平均误差均为1′55″。与解析法相比,采用人工神经网络算法后,在小角度量程内测量误差较小,整体误差分布较均匀,且在测量边界处不存在误差增大的问题。通过对测试数据的分析,我们找到了主要的误差源,测量精度和分辨率有望进一步提高,并在未来应用在精密工程中。
谭欣然[7]（2017）在《基于光束偏转跟踪的长工作距大量程自准直微角测量方法》文中提出自准直技术是实现高精度微角度测量的主要技术。为了实现高效率校正和测量,要求微角度测量必须具有高分辨力和尽可能大的量程。但实际上,大量程与高分辨力测量相互制约,增大量程,会导致测量分辨力降低。而且,随着大型和超大型超精密装备制造业和大科学装置等领域的快速发展,在要求大量程与高分辨力的同时,又提出了长工作距自准直技术的迫切需求。而现有自准直技术,长工作距、大量程与高分辨力难以兼顾,特别是工作距大于7.5 m以后量程迅速减小,到25 m时量程趋于0,失去测量能力。因此在保证分辨力不变的前提下,同时增大工作距和量程已经成为本领域亟待解决的一个关键的难题。本课题“基于光束偏转跟踪的长工作距大量程自准直微角测量方法”研究针对上述问题,提出基于光束偏转跟踪的自准直方法,大幅度改善自准直系统中大量程与长工作距离难以兼顾的矛盾,提高长工作距条件下的量程,同时使分辨力在长工作距离变化时和在大量程范围内保持一致。论文主要研究内容如下:首先,针对传统自准直中工作距离受限原因不明确而无法有效提高的问题,将现有自准直技术归纳总结为四种基本类型,对这四种基本类型中量程与工作距离之间的变化关系进行详细分析,推导出自准直技术中量程随工作距离变化的理论关系。分析结果表明,在2 m以内的工作距离下,自准直系统量程主要受制于光电探测器尺寸与准直物镜焦距之比;在2 m以上的工作距离下则主要受制于准直物镜光瞳尺寸与工作距离之比。在以上分析的基础上,提出基于光束偏转跟踪的自准直方法,即引入光束偏转技术,实时调整测量过程中准直光束的方向,根据目标反射镜的偏转角度进行同步补偿偏转,并通过二维微角度测量单元实时测量光束偏转单元的角度偏转量。通过角度变换关系得到目标偏转量,从而实现对目标反射镜偏转角度的精确测量。对所提出的自准直方法建立模型进行仿真分析,结果表明,其量程主要受制于目标反射镜口径与工作距离之比,在相同工作距离下量程显着优于现有自准直技术,利用光束偏转技术可大幅度改善自准直系统中大量程与长工作距离之间的矛盾。其次,针对现有二维微角度测量技术难以在大量程范围内实现高精度微角度测量的问题,对基于电容位移传感和基于激光干涉位移传感的正切法微角度测量单元建立模型,对其中原理误差的产生机理及对微角度测量的影响程度进行详细研究。结果表明,在±900″测量范围内,原理误差是影响二者微角度测量结果精度的主要因素;进而根据该分析结果在微角度测量中对二者原理误差予以补偿;在此基础上,利用所建立的模型,采用蒙特卡洛法对补偿原理误差之后的其余各项误差源进行仿真分析,得到各项误差源对微角度测量结果的影响量。由此得以确定其中的主要误差源,为进一步提高微角度测量精度提供指导依据。再次,对长工作距自准直测量光路中空气湍流对微角度测量结果的影响进行分析。确立现有的空气折射率结构常数模型,以及以此为基础建立空气湍流功率谱模型和相位屏模型。根据上述各模型的适用条件和应用场合,确定相位屏模型作为本文长工作距自准直中的空气湍流模型;进而根据长工作距自准直应用场合中实际空气湍流情况,确定空气湍流相位屏模型参数,对长工作距自准直中空气湍流对微角度测量结果的影响进行仿真验证,为采用自适应光学技术解决长工作距自准直中空气湍流的影响、提高长工作距自准直微角度测量精度提供理论基础。最后,研制了基于光束偏转跟踪的自准直测角实验装置,对其主要性能进行了测试。实验结果表明,其在7.5 m和25 m长工作距离下的有效分辨力均优于0.04″,对应量程范围分别达到±1 050″和±350″,验证了本文提出自准直方法具有长工作距、大量程和高分辨力特性。
刘昕彤,高兰恩,孙超,孙士尉,刘文贵[8]（2017）在《新型低温漂电容式角度传感器的研究》文中研究说明针对常用的电容式角度传感器温漂较大问题,设计了一种新型低温漂电容式角度传感器及测量电路。传感器主要包括前极板、转轴、陶瓷介质和后极板,其中前、后极板采用碳氢化合物材料制作,前极板通过陶瓷介质和后极板构成差动式平板电容器。电容传感器的后极板设置激磁电路产生传感器用高频激磁信号,前极板设置电容差分调幅电路将与输入角度对应的容值转换成电压值输出。文中设计的新型电容式角度传感器,可通过提高激磁信号频率来提升传感器的灵敏度,且利用外部自动增益控制电路,保证了传感器在温度变化时其灵敏度基本不变。
刘洪霞,郝志华,周啸[9]（2016）在《大尺寸管件内孔圆柱度误差测量》文中研究表明圆柱度是评价圆柱形工件形状的一项重要参数指标,圆柱度误差直接影响工件的装配和旋转精度。在大尺寸管件内孔圆柱度误差测量中,由于受导轨直线度误差和测头机构运动误差的影响,要实现高精度测量的难度很大。本文提出一种基于光电检测技术的误差分离方法,通过检测准直激光光斑位置偏移直接得到这两项误差值并进行误差补偿。最后,根据修正后的内孔轮廓数据评定出圆柱度误差。仿真实验结果表明,采用上述方法可实现大尺寸管件内孔圆柱度误差的测量,并达到了较高的测量精度。
徐子政[10]（2016）在《水泵转子静挠度检测系统的构建与实现》文中研究表明水泵转子的静挠度对于水泵来说是一个重要的这个力学参数,它将关系到水泵运行的可靠性以及整个系统的使用寿命。因此,对水泵转子的静挠度的研究具有重要意义。本文构建了一个对水泵转子静挠度测量的综合系统。通过阅读大量国内外文献,熟悉了解了水泵转子静挠度的测量基本方法,针对当前静挠度测量过程中存在的问题,做了系统的研究,了解了各种测量方法的优势和不足。本文首先阐述了静挠度的定义以及其产生的根本原因,根据测量精度0.01mm的要求,提出并且确立了一种水泵转子静挠度的检测方案。本文从总体上设计了一种以上位机软件MATLAB为用户操作界面、以可编程逻辑器件PLC为控制器,以马尔千分表和本特利电涡流传感器为测量仪器、以步进电机为转动装置的一套静挠度的检测系统。在硬件上,利用马尔千分表检测转子各个位置的竖直方向上的挠度变化,并且利用西门子公司的可编程逻辑器件PLC控制步进电机以达到旋转水泵转子的目的。为了满足0.01mm的精度要求,模数转换器选择的具有16位分辨力、精度为0.1%研华4017+A/D变换器,A/D变换器经过RS485通信口将数据送入PLC;在软件上,利用上位机软件MATLAB具有人机交互功能的GUI界面,以实现马尔千分表与上位机、控制器PLC与上位机的通信,并对得到的相关数据进行处理,再利用三次样条插值的方法拟合出了一条符合要求的挠度曲线,估算出转子竖直方向偏移最大点的位置,进而得到水泵转子的静挠度。
二、电容传感器式角度编码器（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、电容传感器式角度编码器（论文提纲范文）
（2）电涡流式智能球铰链回转角度测量关键技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 球铰链回转方位辨识及回转角度测量的国内外研究现状 |
| 1.2.1 相关技术的国外研究现状 |
| 1.2.2 相关技术的国内研究现状 |
| 1.3 电涡流传感器的角位移测量国内外研究现状 |
| 1.4 课题来源与主要研究内容 |
| 1.4.1 课题来源 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 智能球铰链的回转方位辨识研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 球铰链空间位姿表示方法 |
| 2.3 磁效应式智能球铰链 |
| 2.3.1 等效磁荷模型 |
| 2.3.2 基于等效磁荷模型的第一台磁效应式智能球铰链 |
| 2.3.3 基于RBF人工神经网络的第二台磁效应式智能球铰链 |
| 2.4 电涡流式智能球铰链 |
| 2.4.1 电涡流传感器的工作原理 |
| 2.4.2 电涡流式球铰链测量基本思路原理 |
| 2.4.3 基于GRNN人工神经网络的电涡流式智能球铰链 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 改进型电涡流智能球铰链方案设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 电涡流传感器的测量特性分析 |
| 3.2.1 被测材料对电涡流传感器的影响 |
| 3.2.2 电涡流传感器对孔状形貌特征的识别测试 |
| 3.3 孔特征设计 |
| 3.3.1 多孔阵列尝试 |
| 3.3.2 单孔设计方案 |
| 3.4 传感器数量的改进 |
| 3.5 传感器放置的相对位置 |
| 3.6 方案可行性的仿真验证 |
| 3.7 人工神经网络算法 |
| 3.7.1 神经网络基础 |
| 3.7.2 GRNN神经网络 |
| 3.7.3 RBF神经网络 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 改进型样机实验测试研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 改进型球铰链样机设计 |
| 4.3 改进型球铰链软件模块设计 |
| 4.3.1 传感器数据采集 |
| 4.3.2 上位机界面设计 |
| 4.4 神经网络模型选型 |
| 4.5 实验样机和标定实验平台的搭建 |
| 4.5.1 电涡流传感器的装夹 |
| 4.5.2 球铰链样机与标定装置的装配 |
| 4.5.3 标定装置的对心操作 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 仿真分析及实验研究 |
| 5.1 仿真分析 |
| 5.1.1 仿真数据采集 |
| 5.1.2 改进型方案的仿真分析 |
| 5.2 实测实验 |
| 5.2.1 实测实验数据采集 |
| 5.2.2 实测实验数据及分析 |
| 5.3 实验误差源分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 课题研究工作总结 |
| 6.2 课题研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 电涡流仿真分析α转角值(2°间隔) |
| 附录2 电涡流仿真分析β转角值(2°间隔) |
| 附录3 电涡流实测实验α转角值(α:5°~20°β:4°~20°) |
| 附录4 电涡流实测实验β转角值(α:5°~20°β:4°~20°) |
| 读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（3）基于高斯过程回归的智能球铰链回转角度测量建模研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 球铰链空间回转角度检测国内外研究现状 |
| 1.2.1 相关方向国外研究现状 |
| 1.2.2 相关方向国内研究现状 |
| 1.3 高斯过程回归算法的国内外研究现状 |
| 1.4 课题来源和主要研究内容 |
| 1.4.1 课题来源 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 智能球铰链测角原理 |
| 2.1 基于磁效应球铰链的测角原理 |
| 2.2 基于电涡流效应球铰链的测角原理 |
| 2.3 高斯过程回归算法 |
| 2.3.1 高斯过程回归起源 |
| 2.3.2 高斯过程原理 |
| 2.3.3 高斯过程回归原理 |
| 2.3.4 高斯过程回归可实行性 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 高斯过程回归模型设计 |
| 3.1 五输入高斯过程回归模型设计 |
| 3.2 三输入高斯过程回归模型设计 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于磁效应球铰链样机的新型测角实验 |
| 4.1 数据采集实验 |
| 4.1.1 实验器材的选用 |
| 4.1.2 球铰链样机的设计 |
| 4.1.3 数据采集的标定实验 |
| 4.2 高斯过程回归实验建模 |
| 4.3 测角精度及误差分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于电涡流效应球铰链样机的新型测角实验 |
| 5.1 基于电涡流效应球铰链样机设计 |
| 5.1.1 电涡流传感器选择和电路设计 |
| 5.1.2 球头设计 |
| 5.2 数据采集标定实验 |
| 5.3 高斯过程回归实验建模 |
| 5.4 测角精度及误差分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 课题总结 |
| 6.2 课题展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 基于磁效应球铰链的旋转角度α测量值 |
| 附录2 基于磁效应球铰链的旋转角度β测量值 |
| 附录3 基于磁效应球铰链的旋转角度α误差值 |
| 附录4 基于磁效应球铰链的旋转角度β误差值 |
| 附录5 基于电涡流效应球铰链的旋转角度α测量值 |
| 附录6 基于电涡流效应球铰链的旋转角度β测量值 |
| 附录7 基于电涡流效应球铰链的旋转角度α误差值 |
| 附录8 基于电涡流效应球铰链的旋转角度β误差值 |
| 读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
| 1 )参加的学术交流与科研项目 |
| 2 )发表的学术论文(含专利和软件着作权) |
（4）基于多电场耦合的绝对式角位移测量方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 本文的研究背景,来源及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 光栅编码器 |
| 1.2.2 磁栅编码器 |
| 1.2.3 时栅角位移传感器 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 时空转换理论与电场式时栅的发展 |
| 2.1 时空转换测量理论 |
| 2.2 电场式时栅运动参考系的建立 |
| 2.3 电场式双列结构时栅角位移传感器测量原理 |
| 2.3.1 电场式双列结构时栅基本模型 |
| 2.3.2 双列式电路模型的建立 |
| 2.3.3 双列式几何模型的建立 |
| 2.4 双列式到单列式传感结构的演变 |
| 2.5 电场式单列结构时栅角位移传感器测量原理 |
| 2.6 单列传感结构的误差分析 |
| 2.6.1 时栅角位移传感器的误差模型 |
| 2.6.2 幅值不等的影响 |
| 2.6.3 相位偏移的影响 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 传感器结构设计与电场仿真 |
| 3.1 传感器结构设计 |
| 3.2 绝对式测量原理 |
| 3.3 绝对定位误差极限分析 |
| 3.4 电场仿真软件与有限元理论 |
| 3.4.1 概述 |
| 3.4.2 电磁场仿真软件 |
| 3.4.3 二维电磁场理论和有限元基础 |
| 3.5 传感器电场仿真与参数设计 |
| 3.5.1 电场式时栅角位移传感器的二维模型 |
| 3.5.2 多电场耦合的电场仿真分析 |
| 3.5.3 转子与定子不同间隙高度d电场仿真分析 |
| 3.6 传感器样机的制造 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 实验系统的设计 |
| 4.1 信号系统的设计 |
| 4.1.1 信号发生部分 |
| 4.1.2 信号采集部分 |
| 4.1.3 信号处理部分 |
| 4.2 RPI控制系统 |
| 4.3 上位机软件设计 |
| 4.4 系统平台搭建 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 实验误差分析与结构优化 |
| 5.1 多电场耦合的绝对式角位移传感器样机实验 |
| 5.1.1 传感器系统稳定性实验 |
| 5.1.2 传感器转子与定子不同间隙高度d实验 |
| 5.1.3 传感器精度实验 |
| 5.2 多电场交叉串扰的误差分析 |
| 5.3 对多电场串扰的结构优化 |
| 5.3.1 屏蔽圈结构的设计分析 |
| 5.3.2 差动结构的优化分析 |
| 5.4 结构优化后的精度实验 |
| 5.5 结构优化后的传感器性能实验 |
| 5.5.1 优化后的稳定性实验 |
| 5.5.2 优化后的重复性实验与静态特性 |
| 5.6 判定传感器的绝对定位功能 |
| 5.7 误差曲线的修正 |
| 5.8 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果 |
（5）精密定位平台视觉运动追踪与伺服控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 宏/微精密定位平台 |
| 1.2.2 精密定位中的常用测量方法 |
| 1.2.3 视觉运动测量与伺服控制 |
| 1.3 有待研究和解决的问题 |
| 1.4 论文研究内容及结构 |
| 第二章 单目视觉测量系统的设计与标定 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 面向宏/微精密定位平台的视觉测量系统设计 |
| 2.3 微视觉测量系统非线性成像模型的标定 |
| 2.3.1 非线性成像模型 |
| 2.3.2 基于直线元素的自动化标定方法 |
| 2.4 微视觉测量系统的标定实验研究 |
| 2.4.1 实验系统 |
| 2.4.2 基于相交直线对的全参数模型标定 |
| 2.4.3 基于平行直线对的退化模型标定 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 宏动精密定位平台位姿追踪的退化透视N点投影法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 平面三自由度运动追踪的退化透视N点投影法 |
| 3.2.1 单目运动测量系统几何模型 |
| 3.2.2 退化透视N点投影追踪法 |
| 3.2.3 在线追踪算法 |
| 3.3 退化透视N点投影法误差分析 |
| 3.3.1 畸变误差补偿 |
| 3.3.2 平行度误差 |
| 3.3.3 误差灵敏度分析 |
| 3.4 实验研究 |
| 3.4.1 仿真实验 |
| 3.4.2 在线实验 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 微动精密定位平台位姿追踪的优化模板匹配法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 优化模板匹配追踪法 |
| 4.2.1 优化目标函数 |
| 4.2.2 优化算法 |
| 4.2.3 算法性能提升策略 |
| 4.3 平面二自由度微运动追踪实验研究 |
| 4.3.1 追踪算法 |
| 4.3.2 数值仿真 |
| 4.3.3 实验系统与实验方案 |
| 4.4 平面三自由度微运动追踪实验研究 |
| 4.4.1 追踪算法 |
| 4.4.2 数值仿真 |
| 4.4.3 实验系统与实验方案 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 微动精密定位平台的视觉伺服定位 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于模板追踪的视觉伺服控制 |
| 5.3 视觉伺服精密定位实验研究 |
| 5.3.1 视觉伺服精密定位系统 |
| 5.3.2 视觉伺服控制器设计 |
| 5.3.3 仿真实验与分析 |
| 5.3.4 在线实验与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（6）基于人工神经网络的精密球铰链空间回转角度测量（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 基于机器视觉的位姿检测方法 |
| 1.2.2 基于电磁感应的位姿检测方法 |
| 1.2.3 其它检测方法 |
| 1.3 总结 |
| 1.4 课题来源与主要研究内容 |
| 1.4.1 课题来源 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 测量建模研究 |
| 2.1 智能球铰链测角原理 |
| 2.2 磁场理论 |
| 2.2.1 磁场数学模型建立 |
| 2.2.2 磁场测量模型理论验证 |
| 2.3 BP神经网络 |
| 2.3.1 神经网络基础 |
| 2.3.2 BP神经网络 |
| 2.4 RBF神经网络 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 测量方案设计 |
| 3.1 检测器件选型 |
| 3.1.1 永磁体材料选择 |
| 3.1.2 传感器选型 |
| 3.2 传感器与永磁体匹配关系 |
| 3.2.1 传感器与永磁体个数匹配 |
| 3.2.2 传感器放置方式 |
| 3.3 BP神经网络设计 |
| 3.4 RBF神经网络设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 球铰链测量样机设计及实验 |
| 4.1 嵌入式球铰链样机硬件设计 |
| 4.1.1 球铰链样机模型设计 |
| 4.1.2 传感器位置放置关系 |
| 4.2 标定实验装置设计 |
| 4.3 智能球铰链软件部分设计 |
| 4.4 本章总结 |
| 第五章 实验数据分析 |
| 5.1 标定实验 |
| 5.2 球铰链测量结果与数据分析 |
| 5.3 误差来源分析 |
| 5.4 本章总结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 课题工作总结 |
| 6.2 课题项目展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 旋转角度α反解值 |
| 附录2 旋转角度β反解值 |
| 读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
| 1)参加的学术交流与科研项目 |
| 2)发表的学术论文(含专利和软件着作权) |
（7）基于光束偏转跟踪的长工作距大量程自准直微角测量方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 自准直技术的研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 微角度测量技术的研究现状 |
| 1.3.1 基于圆分度法的微角度测量技术 |
| 1.3.2 基于环形激光器的微角度测量技术 |
| 1.3.3 基于微位移测量的正弦/正切法微角度测量技术 |
| 1.4 光束偏转跟踪技术的研究现状 |
| 1.4.1 光束方向偏转技术 |
| 1.4.2 瞄准技术 |
| 1.5 本领域存在的重要科学问题和关键技术问题 |
| 1.6 课题主要研究内容 |
| 第2章 基于光束偏转跟踪的长工作距大量程自准直方法与模型分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 自准直中工作距对微角度测量的影响 |
| 2.2.1 点源-面阵探测器型 |
| 2.2.2 十字狭缝/微孔-面阵探测器型 |
| 2.2.3 平行狭缝-线阵探测器型 |
| 2.2.4 平面编码器-面阵探测器型 |
| 2.3 基于光束偏转跟踪的长工作距与大量程自准直方法 |
| 2.3.1 理论模型 |
| 2.3.2 工作距对微角度测量的影响 |
| 2.4 自准直系统工作距离与量程的关系总结 |
| 2.5 光束偏转跟踪系统设计 |
| 2.5.1 二维光束偏转单元设计 |
| 2.5.2 光束偏转跟踪控制系统模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 大量程高分辨力二维微角度测量技术研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于电容传感器的正切法微角度测量技术研究 |
| 3.2.1 工作原理及理论模型 |
| 3.2.2 基于蒙特卡洛法的微角度测量误差仿真 |
| 3.3 基于激光干涉仪的正切法微角度测量技术研究 |
| 3.3.1 工作原理及理论模型 |
| 3.3.2 基于蒙特卡洛法的微角度测量误差仿真 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 长工作距中空气湍流对自准直的影响量分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 空气折射率结构常数及空气湍流功率谱模型 |
| 4.3 空气湍流相位屏模型 |
| 4.3.1 Zernike多项式法 |
| 4.3.2 谱反演法 |
| 4.4 空气湍流对长工作距自准直微角度测量的影响 |
| 4.4.1 相位屏参数选取 |
| 4.4.2 自准直中空气湍流的影响量仿真与实验结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 实验结果与分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于电容传感器的二维微角度测量单元性能测试 |
| 5.2.1 原理误差测试 |
| 5.2.2 二维微角度测量单元分辨力测试 |
| 5.2.3 二维微角度测量结果对比 |
| 5.3 自准直光束偏转跟踪单元性能测试 |
| 5.3.1 光束偏转量检测单元的分辨力测试 |
| 5.3.2 光束偏转单元的角位移灵敏度与定位重复性测试 |
| 5.4 长工作距大量程自准直系统总体性能测试 |
| 5.4.1 角度分辨力测试 |
| 5.4.2 长工作距下量程与角度测量偏差测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（8）新型低温漂电容式角度传感器的研究（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 电容式角度传感器的结构 |
| 2 电容式角度传感器的工作原理 |
| 2.1 电容式传感器原理 |
| 2.2 角度测量原理 |
| 2.3 差分调幅电路 |
| 2.4 激磁电路 |
| 2.5 增益自动控制电路 |
| 3 实验结果与分析 |
| 4 结束语 |
（9）大尺寸管件内孔圆柱度误差测量（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 系统总体结构 |
| 1.1 工件装夹机构 |
| 1.2 测头内部结构 |
| 2 系统误差补偿 |
| 2.1 测量坐标系 |
| 2.2 测头机构中心位置确定 |
| 2.3 轮廓点数据修正 |
| 3 仿真结果 |
| 4 结束语 |
（10）水泵转子静挠度检测系统的构建与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 水泵转子的静挠度 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 本课题目前存在的问题 |
| 1.5 论文工作的主要内容 |
| 第2章 水泵转子静挠度检测系统方案选择 |
| 2.1 检测对象及指标要求 |
| 2.2 系统方案选择 |
| 2.2.1 测量系统的方案 |
| 2.2.2 控制系统的方案 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 水泵转子静挠度检测系统设计 |
| 3.1 检测系统总体设计 |
| 3.2 检测系统原理分析 |
| 3.3 检测系统的硬件设计 |
| 3.3.1 马尔千分表 |
| 3.3.2 电涡流传感器与A/D变换器 |
| 3.3.3 控制器的选择 |
| 3.3.4 步进电机和角度编码器 |
| 3.4 上位机软件MATLAB |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 水泵转子静挠度检测系统软件设计 |
| 4.1 马尔千分表上位机软件的安装与配置 |
| 4.2 马尔千分表与上位机的通信实验 |
| 4.2.1 马尔千分表上传数据测试 |
| 4.2.2 马尔千分表与上位机通信 |
| 4.3 系统整体通信设计 |
| 4.3.1 马尔千分表通信设计 |
| 4.3.2 PLC通信设置 |
| 4.3.3 系统数据读取的实现 |
| 4.3.4 人机交互界面GUI设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 系统调试及实验室测试实验 |
| 5.1 系统联机调试 |
| 5.2 数据处理与误差分析 |
| 5.3 静挠度曲线拟合 |
| 5.3.1 插值函数的选取 |
| 5.3.2 三次样条插值函数的MATLAB实现 |
| 5.4 系统调试出现的问题和解决方法 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A 现场实物图 |
| 附录B MATLAB上位机接口程序 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
四、电容传感器式角度编码器（论文参考文献）
- [1]基于可分度旋转关节的新型球杆仪[D]. 吴海梅. 杭州电子科技大学, 2021
- [2]电涡流式智能球铰链回转角度测量关键技术研究[D]. 卢泽洵. 合肥工业大学, 2020(02)
- [3]基于高斯过程回归的智能球铰链回转角度测量建模研究[D]. 张媛淇. 合肥工业大学, 2020(02)
- [4]基于多电场耦合的绝对式角位移测量方法研究[D]. 孟瑶. 重庆理工大学, 2019(08)
- [5]精密定位平台视觉运动追踪与伺服控制研究[D]. 李海. 华南理工大学, 2018(12)
- [6]基于人工神经网络的精密球铰链空间回转角度测量[D]. 廖普. 合肥工业大学, 2018(01)
- [7]基于光束偏转跟踪的长工作距大量程自准直微角测量方法[D]. 谭欣然. 哈尔滨工业大学, 2017(01)
- [8]新型低温漂电容式角度传感器的研究[J]. 刘昕彤,高兰恩,孙超,孙士尉,刘文贵. 仪表技术与传感器, 2017(06)
- [9]大尺寸管件内孔圆柱度误差测量[J]. 刘洪霞,郝志华,周啸. 计量技术, 2016(05)
- [10]水泵转子静挠度检测系统的构建与实现[D]. 徐子政. 沈阳工业大学, 2016(06)