激光追踪干涉测量信号处理方法研究

论文摘要

随着高端精密装备制造业的发展,对高端精密装备的精度水平要求越来越高,对校准高端精密装备的测量仪器的精度提出了更高的要求。坐标测量机作为现代化自动测量复杂形状零件的主要测量设备,对其高精度校准成为关键技术问题,这就对作为校准仪器的激光追踪测量系统的测量精度提出了更高的要求。本课题“激光追踪干涉测量信号处理方法研究”的目的就是基于现有的激光追踪测量机械结构基础上,设计一套激光追踪干涉测量信号处理系统,实现对激光追踪测量系统在追踪过程中产生的干涉信号进行采集处理。本课题主要围绕激光追踪测量系统的干涉测量信号处理进行研究,具体内容如下:(1)分析了激光干涉测距原理和追踪控制原理。提出了基于ARM和FPGA的激光追踪干涉测量信号处理方法;(2)设计了激光追踪干涉测量信号处理系统的硬件电路,包括FPGA信号接收处理模块、ARM接收模块以及网口通讯模块,完成了干涉信号的接收、辨向四细分与计数、存储等功能。(3)设计了激光追踪干涉测量信号处理系统的上位机软件,实现了目标靶镜移动位移的测量。本文对课题研究的若干关键技术进行了实验验证,主要包括:(1)对激光追踪测量系统伺服电机进行稳定性实验;(2)实验测试了激光追踪干涉测量信号处理系统的网络通讯功能的正确性和可行性;(3)实验测试了激光追踪干涉测量信号处理系统的稳定性;(4)实验测试了激光追踪干涉测量信号处理电路的可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 课题研究的背景及意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 激光跟踪测量系统的国内外研究现状
•     1.2.2 激光追踪干涉测量信号处理系统
•   1.3 课题来源及主要内容
•     1.3.1 课题来源
•     1.3.2 课题主要内容
• 第2章 激光追踪测量技术与系统
•   2.1 引言
•   2.2 激光追踪测量系统组成及测量原理
•     2.2.1 激光追踪测量系统机械结构
•     2.2.2 激光追踪测量系统电气控制结构
•     2.2.3 激光追踪系统测量原理
•   2.3 激光追踪干涉测量信号处理方法
•   2.4 本章小结
• 第3章 激光追踪干涉测量信号处理系统的硬件设计
•   3.1 引言
•   3.2 激光追踪干涉测量信号处理系统总体结构
•   3.3 FPGA信号采集单元设计
•     3.3.1 FPGA模块芯片选型
•     3.3.2 FPGA电路设计
•     3.3.3 FPGA功能实现
•   3.4 ARM通信单元设计
•     3.4.1 ARM模块设计
•     3.4.2 ARM与 FPGA通信设计
•   3.5 以太网通信模块设计
•   3.6 电源模块设计
•   3.7 激光追踪干涉测量信号处理系统
•   3.8 本章小结
• 第4章 激光追踪干涉测量信号处理系统的软件设计
•   4.1 引言
•   4.2 ARM通信控制程序设计
•   4.3 激光追踪干涉测量信号处理系统上位机设计
•     4.3.1 TCP/IP协议介绍
•     4.3.2 基于Visual Studio的上位机设计
•   4.4 本章小结
• 第5章 实验
•   5.1 引言
•   5.2 激光追踪测量系统伺服电机稳定性试验
•     5.2.1激光追踪测量系统稳定性实验
•     5.2.2激光追踪实验
•   5.3激光追踪干涉信号处理系统实验
•     5.3.1激光追踪干涉测量信号处理系统通讯实验
•     5.3.2 激光追踪干涉测量信号处理系统稳定性试验
•     5.3.3 激光追踪干涉测量信号处理系统计数仿真试验
•   5.4 章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
•   附录一 :FPGA与 ARM并行通信FPGA端代码
•   附录二 :ARM接收FPGA数据代码
•   附录三 :网口接收和发送程序
•   附录四 :上位机部分程序
• 攻读硕士学位期间所发表的学术成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王亚韦

导师: 陈洪芳

关键词: 激光追踪测量系统,信号处理系统,上位机

来源: 北京工业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,无线电电子学,电信技术

单位: 北京工业大学

基金: 国家重大科学仪器设备开发专项“面向被测对象的空域坐标矢量修正原理及关键技术研究”。课题编号:2013YQ17053904

分类号: TN249;TN911.7

DOI: 10.26935/d.cnki.gbjgu.2019.000922

总页数: 73

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