飛機(jī)高精度校準(zhǔn)及測(cè)量技術(shù)研究與分析


頁數(shù)：57 字?jǐn)?shù)：30074


摘 要

目前，飛機(jī)精度校準(zhǔn)技術(shù)多利用鋼板尺量測(cè)位移，其校準(zhǔn)過程繁雜，定位基準(zhǔn)誤差較大，校準(zhǔn)精度較低，不能保障飛機(jī)試飛過程中各個(gè)參數(shù)的精確測(cè)量。本文通過利用相位法激光測(cè)距和增量式光柵測(cè)角的方法，對(duì)飛機(jī)的推拉桿、壓桿位移量做了實(shí)時(shí)非接觸精密測(cè)量，并且對(duì)其測(cè)量結(jié)果進(jìn)行誤差分析和誤差修正，最后把所測(cè)的數(shù)據(jù)輸入微機(jī)進(jìn)行處理。通過這種高精度的校準(zhǔn)，可以隨時(shí)觀測(cè)到飛機(jī)的飛行狀態(tài)。
關(guān)鍵詞：激光；高精度校準(zhǔn)；位移；非接觸測(cè)量Theplanesplit-hairaccuracycalibrationtechniqueisstudied
ABSTRACT
Atpresent,theplaneprecisioncalibrationtechniqueusesthesteelplateruler capacitylocationtomovemore, anditismiscellaneous thathis is calibrated
thecourse,anditisbiggertofixapositionthedatumerror,anditislower
tocalibratetheprecision,theaccuratelymeasurementofeachparametercanguarranteeingintheplanetestflightcourse.Themethodofphaselawlaserrangingand
theincrementtypegratingmeasuredangleofthistext,article,etc.bywayofuses,totheaeropush-pullrodandthepressure poledisplacementcapacitydoesthe noncontactprecisionmeasurementofrealtime,andmeasurestheresulttohisto carryonerroranalysisanderrorcorrection,andfinally dealswiththedatainputmicrocomputersurveyed.Canobservetotheaeroflightconditionatanytimebywayofthiskindofcalibrationofsplit-hairaccuracy
Key words: laser; split-hairaccuracycalibration; displacement; the noncontactprecisionmeasurement
目錄
1 緒論 6
2 總體方案 9
1.1 腳蹬位移傳感器的標(biāo)定 9
1.2 推拉桿，壓桿線位移量精密測(cè)量 10
1.3 副翼、襟翼、升降舵偏轉(zhuǎn)角測(cè)量技術(shù)研究 11
1.4方向舵偏角標(biāo)定 13
3 實(shí)施方案 14
2.1測(cè)量原理 14
2.1.1相位法激光測(cè)距原理 14
2.1.2 測(cè)角原理 15
2.2 測(cè)量裝置的組成 16
2.2.1激光器 16
2.2.2 發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)： 18
2.2.3 調(diào)制器 18
2.2.4 反射裝置 20
2.2.5 光接收器件 21
2.2.6 內(nèi)光路系統(tǒng) 23
2.2.7測(cè)相系統(tǒng) 24
a、相位測(cè)量的方法 24
b、相位量與距離信息間的轉(zhuǎn)換 25
c、相位——距離信息的處理 25
2.2.8數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 26
2.2.9 A/D轉(zhuǎn)換器與微機(jī)接口 26
3數(shù)據(jù)處理 27
3.1 測(cè)量原理 27
3.2 測(cè)量方法 28
3.2.1 測(cè)距 28
3.2.2 測(cè)角 28
3.3方法 28
3.4 測(cè)量精度分析 29
4 誤差分析 30
4.1 測(cè)距誤差 30
4.1.1誤差源 30
4.1. 2 各項(xiàng)誤差分析 31
a、 固定誤差A(yù) 31
b、比例誤差B·D 33
c、周期誤差m A 36
4.2 測(cè)角誤差 38
4.2.1 垂直軸誤差 38
4.2.2水平軸誤差 39
4.2.3視準(zhǔn)軸誤差 39
5 誤差修正(大氣改正) 40
6 結(jié)束語 41
設(shè)計(jì)總結(jié) 43
致 謝 44
參考文獻(xiàn) 45
附錄 46
開 題 報(bào) 告 46
——飛機(jī)高精度校準(zhǔn)技術(shù)研究 46
中期報(bào)告 49
英文資料 50
A method for calibrating force transducers against oscillation force 50
英文翻譯 53
力轉(zhuǎn)換器抵制振蕩力的一種校準(zhǔn)方法 53
程序 58

1 緒論
一 課題研究的背景
飛機(jī)高精度校準(zhǔn)技術(shù)研究是指建立一個(gè)非接觸測(cè)量實(shí)時(shí)記錄測(cè)量數(shù)據(jù)的標(biāo)定系統(tǒng)，在飛機(jī)試飛中對(duì)其腳蹬線位移，推拉桿，壓桿線位移的標(biāo)定，以及方向舵，副翼，襟翼，升降舵角位移標(biāo)定。按照高精度校準(zhǔn)技術(shù)的要求及各個(gè)參數(shù)的測(cè)量范圍對(duì)測(cè)量方案進(jìn)行了詳細(xì)而認(rèn)真的篩選，最終聯(lián)系實(shí)際情況選定標(biāo)定系統(tǒng)所用的方案及每個(gè)環(huán)節(jié)的測(cè)量方法。由于是對(duì)飛機(jī)試飛過程中的標(biāo)定，即室外動(dòng)態(tài)非接觸測(cè)量，在考慮到達(dá)到測(cè)量精度的前提情況下要排除各種干擾，而且整個(gè)儀器的體積重量均應(yīng)考慮在內(nèi)。
隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，要求室外測(cè)量儀器必須朝著輕便，快速，高精度，自動(dòng)化，多功能的方向發(fā)展，因而不但要求測(cè)距自動(dòng)化的同時(shí)還要求測(cè)角也能自動(dòng)化，數(shù)字化。這樣，就可將方位角和高低角的信息同距離信息一道送入微型計(jì)算機(jī)中去處理，從而可同時(shí)迅速獲得水平距，高程和坐標(biāo)等實(shí)用數(shù)據(jù)。而本課題設(shè)計(jì)就是對(duì)飛機(jī)在飛行中推拉桿，壓桿線的線位移及角位移的精密測(cè)量，結(jié)合光電測(cè)量領(lǐng)域?qū)嚯x和角的測(cè)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)高精度校準(zhǔn)技術(shù)的研究。
二 目的和意義
飛機(jī)的操穩(wěn)性能試飛，是飛行實(shí)驗(yàn)研究的重要內(nèi)容之一。操穩(wěn)性能參數(shù)測(cè)試是通過在操縱系統(tǒng)上改裝多個(gè)線位移、角位移傳感器，實(shí)時(shí)記錄測(cè)量。傳感器需經(jīng)過地面標(biāo)定，才能給出合格的測(cè)量數(shù)據(jù)。但是目前采用的校準(zhǔn)手段比較低，并且在高空作業(yè)很不安全。在某型號(hào)技術(shù)改革項(xiàng)目中，中國飛行試驗(yàn)研究院立項(xiàng)并經(jīng)國家批準(zhǔn)，研究一套技術(shù)先進(jìn)、校準(zhǔn)精度高，操作簡便易行的標(biāo)定系統(tǒng)。
三 國內(nèi)外飛行研究綜述
飛機(jī)高精度標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究，就目前而言在對(duì)線位移、角位移的測(cè)量中比較原始，并且精度和可靠性不高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足科技發(fā)展的要求。隨著光電技術(shù)的發(fā)展，要求室外測(cè)量儀器必須超著輕便快捷、高精度，自動(dòng)化多功能的方向發(fā)展，因而不但要求測(cè)距自動(dòng)化，還要求測(cè)角也能自動(dòng)化、數(shù)字化。目前世界上已研制出能自動(dòng)測(cè)距和測(cè)角，并自動(dòng)記錄或顯示角度、距離、高程和坐標(biāo)的儀器。這種儀器稱為全戰(zhàn)式電子速測(cè)儀，可以消除人差影響，提高測(cè)量精度，大大地減輕了測(cè)量工作的勞動(dòng)強(qiáng)度和提高了作業(yè)效率。其代表有：日本的拓普康測(cè)量儀，瑞典的徠卡測(cè)距儀，和中國南方測(cè)繪儀器公司產(chǎn)的NTS-320系列測(cè)量儀以及蘇州一光產(chǎn)的OTS系列測(cè)量儀。