基于无线传输的轨迹球研究

论文摘要

在研磨精密球体的过程中,研磨轨迹的在线检测具有十分重要的意义。通过研磨轨迹的在线检测,研究人员可以了解精密球体研磨轨迹的包络性是否良好,精密球体是否得到高效研磨,这为研磨加工的参数优化提供了重要依据。本文从精密球体研磨轨迹的在线检测出发,基于硅微陀螺仪能够输出旋转角速度的原理,设计了轨迹测量系统的硬件平台和软件程序,实现了精密球体研磨轨迹的在线检测。本文的主要工作和成果如下:1.硬件设计上,完成了陀螺仪信号采集电路、无线通信模块电路、数据存储模块电路的设计。2.软件设计上,完成了信号采集程序、无线通信模块接收数据和发送数据程序、数据存储程序及上位机与轨迹球实时通讯程序的设计。3.对轨迹测量系统的各项指标进行了测试分析,建立了数学模型,并进行了误差补偿。通过轨迹球研磨实验的在线检测表明轨迹测量系统能够有效实现研磨轨迹的在线检测,可以作为精密球体高效研磨的一种依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 姿态测量系统的国内外研究现状
• 1.3 本文的主要研究内容和结构安排
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 结构安排
• 1.4 本章小结
• 第2章 轨迹球研究的基本原理和工作原理
• 2.1 轨迹测量系统的方案选择
• 2.2 硅微陀螺仪基础
• 2.2.1 硅微陀螺仪的特点
• 2.2.2 硅微陀螺仪的工作原理
• 2.2.3 硅微陀螺仪的性能指标
• 2.3 常用坐标系及相互间的转换
• 2.3.1 常用坐标系
• 2.3.2 常用坐标系之间的转换
• 2.4 轨迹球研究的工作原理
• 2.5 本章小结
• 第3章 系统硬件设计
• 3.1 系统总体设计方案
• 3.2 系统硬件模块设计
• 3.2.1 传感器模块
• 3.2.2 STM32F103RC最小系统
• 3.2.3 数据存储模块
• 3.2.4 串口通信模块
• 3.2.5 无线收发模块
• 3.3 PCB制板
• 3.4 本章小结
• 第4章 系统软件设计
• 4.1 软件开发平台
• 4.2 数据采样模块程序设计
• 4.3 数据存储模块程序设计
• 4.4 无线通信模块设计
• 4.4.1 配置模式
• 4.4.2 收发模式
• 4.4.3 空闲模式和关机模式
• 4.5 本章小结
• 第5章 系统误差分析及补偿
• 5.1 误差分析
• 5.2 实验设备
• 5.3 零偏测试
• 5.4 刻度因数非线性度测试
• 5.5 零偏温度关系测试
• 5.6 本章小结
• 第6章 双自转研磨实验
• 6.1 实验设备
• 6.2 实验方法
• 6.3 实验结果
• 6.4 本章小结
• 第7章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 附录
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果