掃描架動(dòng)態(tài)測(cè)試的觸發(fā)脈沖輸出位置誤差矯正系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了掃描架動(dòng)態(tài)測(cè)試的觸發(fā)脈沖輸出位置誤差矯正系統(tǒng)及方法；在平面近場(chǎng)天線動(dòng)態(tài)測(cè)試時(shí)，利用掃描架進(jìn)行平面掃描，激光跟蹤儀接收掃描過程中運(yùn)動(dòng)控制卡發(fā)出的脈沖，記錄接收到脈沖時(shí)的靶標(biāo)的三維空間位置數(shù)據(jù)；對(duì)激光跟蹤儀接收到的三維空間位置數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對(duì)多個(gè)采樣位置點(diǎn)正反向運(yùn)動(dòng)位置偏差值取平均位置偏差；利用平均位置偏差調(diào)整伺服電機(jī)控制器的當(dāng)前的前饋增益參數(shù)；調(diào)整伺服電機(jī)控制器中慣性力矩比參數(shù)，判斷測(cè)試點(diǎn)前設(shè)定個(gè)數(shù)個(gè)點(diǎn)位置是否均勻，若均勻就結(jié)束，若不均勻就返回。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)采樣，并分析動(dòng)態(tài)采樣過程中的誤差來源，根據(jù)誤差來源結(jié)合激光跟蹤儀對(duì)動(dòng)態(tài)測(cè)試中觸發(fā)脈沖位置進(jìn)行矯正，提高了動(dòng)態(tài)測(cè)試的測(cè)試精度。
【專利說明】
掃描架動(dòng)態(tài)測(cè)試的觸發(fā)脈沖輸出位置誤差矯正系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及掃描架動(dòng)態(tài)測(cè)試的觸發(fā)脈沖輸出位置誤差矯正系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在利用掃描架進(jìn)行平面近場(chǎng)掃描過程中，需要在掃描區(qū)域內(nèi)間隔均勻的位置上采 集數(shù)據(jù)。采集方式有兩種，一種是一步一停，另外一種是動(dòng)態(tài)測(cè)試。
[0003] 其中，一步一停指掃描架移動(dòng)至一個(gè)位置后靜止，完成測(cè)試后移動(dòng)至下一位置，適 合每個(gè)采樣點(diǎn)采集速度較慢耗時(shí)較長的情況。
[0004] 而動(dòng)態(tài)測(cè)試指掃描架逐行運(yùn)動(dòng)，期間按固定間隔發(fā)出脈沖，測(cè)試裝置接收到脈沖 后進(jìn)行信號(hào)產(chǎn)生及采集，適合每個(gè)采樣點(diǎn)采集速度快耗時(shí)可忽略的情況。動(dòng)態(tài)測(cè)量中平面 掃描一般采用逐行掃描，即掃描一行后另一軸移動(dòng)固定間隔，再進(jìn)行下一行掃描?？煞譃閱?向掃描以及往返掃描。最佳方式為采用往返折線運(yùn)動(dòng)方式的往返掃描，其掃描過程總路徑 最短。
[0005] 掃描過程按行采集數(shù)據(jù)，掃描架中的運(yùn)動(dòng)控制卡以固定間隔發(fā)出外觸發(fā)脈沖。測(cè) 試裝置接收脈沖后采集數(shù)據(jù)。但在實(shí)際應(yīng)用中，存在正向運(yùn)動(dòng)脈沖輸出位置與反向運(yùn)動(dòng)脈 沖輸出位置不一致的情況。在加減速階段脈沖混亂。為實(shí)現(xiàn)脈沖位置的矯正，需要調(diào)整伺服 電機(jī)控制器參數(shù)及運(yùn)動(dòng)控制卡里相關(guān)設(shè)置。
[0006] 脈沖輸出點(diǎn)位置的確定是通過激光跟蹤儀進(jìn)行。激光跟蹤儀通過固定在被測(cè)目標(biāo) 上的靶標(biāo)定位目標(biāo)位置，激光束跟蹤靶標(biāo)移動(dòng)并始終指向靶標(biāo)，通過觸發(fā)脈沖或者判定靶 標(biāo)靜止獲取該位置靶標(biāo)角度、距離信息，之后還原至三維坐標(biāo)系中得到靶標(biāo)位置。在動(dòng)態(tài)測(cè) 試中，將掃描架輸出脈沖連接至激光跟蹤儀的外觸發(fā)脈沖輸入上，并將激光跟蹤儀觸發(fā)方 式選為外觸發(fā)模式，即可采集掃描架輸出脈沖點(diǎn)的位置。
[0007] 現(xiàn)有掃描架校準(zhǔn)一般只通過靜態(tài)測(cè)試確定掃描架平面度，垂直度，靜態(tài)定位精度 等指標(biāo)，并未對(duì)動(dòng)態(tài)測(cè)試時(shí)掃描架正反向前饋誤差等進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0008] 在平面近場(chǎng)天線測(cè)試時(shí)需要采集某一區(qū)域內(nèi)間隔均勻的平面上的點(diǎn)。在利用掃描 架進(jìn)行平面掃描過程中，利用觸發(fā)脈沖實(shí)現(xiàn)掃描架移動(dòng)過程中數(shù)據(jù)采集。掃描架移動(dòng)方式 為往返折線運(yùn)動(dòng)方式如圖3所示。但在實(shí)際測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)一步一停方式由于耗時(shí)過長不適用 于采樣點(diǎn)較多的情況。而掃描架動(dòng)態(tài)測(cè)試存在正向反向移動(dòng)時(shí)脈沖輸出位置不一致，加減 速階段脈沖位置混亂等問題，無法滿足測(cè)試需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，提供一種掃描架動(dòng)態(tài)測(cè)試的觸發(fā)脈沖輸出 位置誤差矯正系統(tǒng)及方法，它實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)采樣，并分析動(dòng)態(tài)采樣過程中的誤差來源，根據(jù)誤差 來源結(jié)合激光跟蹤儀對(duì)動(dòng)態(tài)測(cè)試中觸發(fā)脈沖位置進(jìn)行矯正，提供了使觸發(fā)脈沖位置均勻的 具體調(diào)整參數(shù)及調(diào)整步驟，提高了動(dòng)態(tài)測(cè)試的測(cè)試精度。
[0010] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0011] 掃描架動(dòng)態(tài)測(cè)試過程中的觸發(fā)脈沖輸出位置誤差矯正系統(tǒng)，包括：
[0012] 掃描架，所述掃描架包括掃描架控制器和掃描架機(jī)械裝置；
[0013] 所述掃描架控制器包括運(yùn)動(dòng)控制卡和伺服電機(jī)控制器;所述運(yùn)動(dòng)控制卡與伺服電 機(jī)控制器連接，伺服電機(jī)控制器與掃描架機(jī)械裝置連接;所述運(yùn)動(dòng)控制卡與主控計(jì)算機(jī)連 接，所述運(yùn)動(dòng)控制卡還與激光跟蹤儀連接。
[0014] 所述掃描架機(jī)械裝置包括第一電機(jī)和第二電機(jī)，其中，第一電機(jī)與伺服電機(jī)控制 器連接，第一電機(jī)與第二電機(jī)之間通過第一電機(jī)軸連接，第二電機(jī)通過第二電機(jī)軸與承載 臺(tái)連接。
[0015] 所述承載臺(tái)上設(shè)有待測(cè)試物體，所述待測(cè)試物體上設(shè)有靶標(biāo)。
[0016] 所述運(yùn)動(dòng)控制卡通過觸發(fā)線與激光跟蹤儀連接。
[0017] 運(yùn)動(dòng)控制卡外觸發(fā)脈沖輸出與激光跟蹤儀外觸發(fā)脈沖輸入連接。
[0018] 掃描架動(dòng)態(tài)測(cè)試過程中的觸發(fā)脈沖輸出位置誤差矯正方法，包括如下步驟：
[0019] 步驟（1):在平面近場(chǎng)天線動(dòng)態(tài)測(cè)試時(shí)，利用掃描架進(jìn)行平面掃描，激光跟蹤儀接 收掃描過程中運(yùn)動(dòng)控制卡發(fā)出的脈沖，激光跟蹤儀記錄接收到脈沖時(shí)的靶標(biāo)的三維空間位 置數(shù)據(jù)；
[0020] 步驟(2):對(duì)激光跟蹤儀接收到的三維空間位置數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對(duì)多個(gè)采樣位置點(diǎn) 正反向運(yùn)動(dòng)位置偏差值取平均位置偏差；
[0021] 步驟(3):利用步驟(2)的平均位置偏差調(diào)整伺服電機(jī)控制器的當(dāng)前的前饋增益參 數(shù)；
[0022]若步驟(3)得到的正反向平均位置偏差大于誤差，返回步驟(1);
[0023] 若步驟(3)得到的正反向平均位置偏差小于或等于誤差，調(diào)整伺服電機(jī)控制器中 調(diào)諧模式從自動(dòng)模式為手動(dòng)模式;進(jìn)入步驟(4);
[0024] 步驟(4):調(diào)整伺服電機(jī)控制器中慣性力矩比參數(shù)，判斷測(cè)試點(diǎn)前設(shè)定個(gè)數(shù)個(gè)點(diǎn)位 置是否均勻，若均勻就結(jié)束，若不均勻就返回步驟(4)。
[0025] 所述步驟(1)的利用掃描架進(jìn)行平面掃描的步驟為：
[0026] 步驟(1-1):第一電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，將第二電機(jī)運(yùn)行至起始位置;第二電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，將載 物臺(tái)運(yùn)行至第一采樣位置前設(shè)定距離a處；
[0027] 步驟（1-2):第二電機(jī)軸正向運(yùn)動(dòng)設(shè)定距離a后，運(yùn)動(dòng)控制卡發(fā)出脈沖;之后每運(yùn)行 一個(gè)采樣間隔距離，運(yùn)動(dòng)控制卡發(fā)出脈沖；勻速運(yùn)行至最后一個(gè)采樣位置后，繼續(xù)運(yùn)行一個(gè) 設(shè)定距離a后停止；
[0028] 步驟(1-3):第一電機(jī)軸正向運(yùn)行一個(gè)采樣間隔距離；
[0029] 步驟(1-4):第二電機(jī)軸反向運(yùn)行一個(gè)設(shè)定距離a后，運(yùn)動(dòng)控制卡發(fā)出脈沖;之后每 運(yùn)行一個(gè)采樣間隔距離，運(yùn)動(dòng)控制卡發(fā)出脈沖，勻速運(yùn)行至第一采樣位置后，繼續(xù)運(yùn)行一個(gè) 設(shè)定距離a后停止；
[0030] 步驟(1-5):第一電機(jī)軸正向運(yùn)行一個(gè)采樣間隔距離；
[0031] 重復(fù)步驟（1-2)-(1_5)，直至完成掃描。
[0032]所述步驟(2)的步驟為：
[0033]對(duì)采樣位置點(diǎn)擬合直線，重新建立坐標(biāo)系并使坐標(biāo)系其中一軸與擬合直線的方向 相同，記錄采樣位置點(diǎn)在坐標(biāo)系所述軸上的值，之后將靶標(biāo)正向運(yùn)動(dòng)經(jīng)過設(shè)定的采樣位置 時(shí)激光跟蹤儀所記錄的位置在坐標(biāo)系下對(duì)應(yīng)的值與靶標(biāo)反向運(yùn)動(dòng)經(jīng)過設(shè)定的采樣位置時(shí) 激光跟蹤儀所記錄的位置在坐標(biāo)系下的值相減，獲取正向運(yùn)動(dòng)脈沖與反向運(yùn)動(dòng)脈沖位置偏 差值，檢測(cè)多個(gè)位置點(diǎn)正反向運(yùn)動(dòng)位置偏差值，對(duì)多個(gè)位置點(diǎn)正反向運(yùn)動(dòng)位置偏差值取平 均位置差；
[0034] 所述步驟(3)的步驟為：調(diào)整伺服電機(jī)控制器中前饋增益參數(shù)PA1_58,若正向脈沖 位置小于反向脈沖位置則將前饋增益參數(shù)PA1_58調(diào)大，反之調(diào)小。
[0035] 所述步驟(3)利用步驟(2)的平均位置偏差調(diào)整伺服電機(jī)控制器的當(dāng)前的前饋增 益參數(shù)X:
[0037]其中，
[0038]平均位置偏差2:第二次測(cè)試正反向運(yùn)動(dòng)脈沖位置偏差平均值；
[0039]平均位置偏差1:第一次測(cè)試正反向運(yùn)動(dòng)脈沖位置偏差平均值；
[0040]前饋增益參數(shù)2:第二次測(cè)試電機(jī)前饋增益參數(shù)PA1_58值；
[0041 ]前饋增益參數(shù)1:第一次測(cè)試電機(jī)前饋增益參數(shù)PA1_58值；
[0042] X:電機(jī)前饋增益參數(shù)PA1_58變化與正反向運(yùn)動(dòng)脈沖位置偏差平均值變化比例； [0043]根據(jù)第一次調(diào)整確定X大小，之后計(jì)算最終前饋增益參數(shù)：
[0045]根據(jù)最終前饋增益參數(shù)進(jìn)行前饋增益參數(shù)的調(diào)整。
[0046]所述步驟(4)的步驟為：重復(fù)步驟（1)的利用掃描架進(jìn)行平面掃描工作，若運(yùn)動(dòng)過 程中發(fā)出碰撞聲，則減小慣性力矩比參數(shù)，若得到的測(cè)試點(diǎn)前設(shè)定個(gè)數(shù)個(gè)點(diǎn)位置不均勻，則 增大慣性力矩比參數(shù)值;若不發(fā)出碰撞聲且測(cè)試點(diǎn)前設(shè)定個(gè)數(shù)個(gè)點(diǎn)位置也均勻?yàn)橹埂?br>[0047]所述步驟(4)的伺服電機(jī)控制器慣性力矩比參數(shù)根據(jù)實(shí)際情況選取，為20~22。
[0048]所述測(cè)試點(diǎn)前設(shè)定個(gè)數(shù)個(gè)點(diǎn)位置均勻的判斷是根據(jù)z判定，若z滿足0〈z〈2,則判斷 為均勻的，否則判斷為不均勻的；
[0050] 其中，
[0051] 第一點(diǎn)位置值:激光跟蹤儀采集的第一個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)位置在所建坐標(biāo)系下對(duì)應(yīng)值； [0052]第二點(diǎn)位置值:激光跟蹤儀采集的第二個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)位置在所建坐標(biāo)系下對(duì)應(yīng)值； [0053]第三點(diǎn)位置值:激光跟蹤儀采集的第三個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)位置在所建坐標(biāo)系下對(duì)應(yīng)值； [0054] z:加速階段掃描架到位脈沖穩(wěn)定程度。
[0055]本發(fā)明的有益效果：
[0056] 1本發(fā)明通過對(duì)動(dòng)態(tài)采樣脈沖輸出位置點(diǎn)誤差的分析和修正，提高了動(dòng)態(tài)采樣的 位置精度，實(shí)現(xiàn)了高精度的動(dòng)態(tài)往返采樣。取代了以往一步一停測(cè)試方式，大大提高了測(cè)試 速度。
[0057] 2本發(fā)明提供了一種基于觸發(fā)脈沖的平面內(nèi)動(dòng)態(tài)均勻采樣實(shí)現(xiàn)方式以及矯正脈沖 觸發(fā)輸出位置的方法，對(duì)動(dòng)態(tài)測(cè)試中脈沖輸出位置誤差進(jìn)行矯正。
【附圖說明】
[0058]圖1為本發(fā)明的硬件連接關(guān)系示意圖；
[0059]圖2為本發(fā)明的方法流程圖；
[0060]圖3為掃描架往返運(yùn)動(dòng)方式；
[0061]圖4為正反向脈沖位置關(guān)系。
【具體實(shí)施方式】
[0062]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0063]本發(fā)明中掃描架運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)為基于運(yùn)動(dòng)控制卡及伺服電機(jī)控制器的雙軸掃描 架。將以此為基礎(chǔ)進(jìn)行說明。
[0064]如圖1所示，掃描架動(dòng)態(tài)測(cè)試過程中的觸發(fā)脈沖輸出位置誤差矯正系統(tǒng)，包括：
[0065] 掃描架，所述掃描架包括掃描架控制器和掃描架機(jī)械裝置；
[0066] 所述掃描架控制器包括運(yùn)動(dòng)控制卡和伺服電機(jī)控制器;所述運(yùn)動(dòng)控制卡與伺服電 機(jī)控制器連接，伺服電機(jī)控制器與掃描架機(jī)械裝置連接;所述運(yùn)動(dòng)控制卡與主控計(jì)算機(jī)連 接，所述運(yùn)動(dòng)控制卡還與激光跟蹤儀連接。
[0067] 所述掃描架機(jī)械裝置包括第一電機(jī)和第二電機(jī)，其中，第一電機(jī)與伺服電機(jī)控制 器連接，第一電機(jī)與第二電機(jī)之間通過第一電機(jī)軸連接，第二電機(jī)通過第二電機(jī)軸與承載 臺(tái)連接。
[0068] 所述承載臺(tái)上設(shè)有待測(cè)試物體，所述待測(cè)試物體上設(shè)有靶標(biāo)。
[0069] 所述運(yùn)動(dòng)控制卡通過觸發(fā)線與激光跟蹤儀連接。
[0070] 運(yùn)動(dòng)控制卡外觸發(fā)脈沖輸出與激光跟蹤儀外觸發(fā)脈沖輸入連接。
[0071] 如圖2所示，掃描架動(dòng)態(tài)測(cè)試過程中的觸發(fā)脈沖輸出位置誤差矯正方法，包括如下 步驟：
[0072] 步驟（1):在平面近場(chǎng)天線動(dòng)態(tài)測(cè)試時(shí)，利用掃描架進(jìn)行平面掃描，激光跟蹤儀接 收掃描過程中運(yùn)動(dòng)控制卡發(fā)出的脈沖，激光跟蹤儀記錄接收到脈沖時(shí)的靶標(biāo)的三維空間位 置數(shù)據(jù)；
[0073]步驟(2):對(duì)激光跟蹤儀接收到的三維空間位置數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對(duì)多個(gè)采樣位置點(diǎn) 正反向運(yùn)動(dòng)位置偏差值取平均位置偏差；
[0074] 步驟(3):利用步驟(2)的平均位置偏差調(diào)整伺服電機(jī)控制器中前饋增益參數(shù);若 步驟(3)得到的正反向平均位置偏差大于誤差，返回步驟（1);若步驟(3)得到的正反向平均 位置偏差小于或等于誤差，調(diào)整伺服電機(jī)控制器中調(diào)諧模式從自動(dòng)模式為手動(dòng)模式;進(jìn)入 步驟(4);
[0075] 步驟(4):調(diào)整伺服電機(jī)控制器中慣性力矩比參數(shù)，判斷測(cè)試點(diǎn)前設(shè)定個(gè)數(shù)個(gè)點(diǎn)位 置是否均勻，若均勻就結(jié)束，若不均勻就返回步驟(4)。
[0076] 首先需要實(shí)現(xiàn)均勻位置采樣。之后對(duì)觸發(fā)位置利用激光跟蹤儀定位矯正。經(jīng)研究 發(fā)現(xiàn)往返位置不匹配問題的誤差來源主要為電機(jī)控制器前饋增益。加減速階段脈沖位置混 亂問題的誤差來源主要為電機(jī)控制器負(fù)載慣性力矩比參數(shù)。對(duì)此需首先對(duì)此參數(shù)進(jìn)行調(diào) 整，調(diào)整后利用激光跟蹤儀檢測(cè)矯正結(jié)果，如不滿足精度需繼續(xù)調(diào)整直至精度滿足。
[0077]下面對(duì)矯正具體步驟進(jìn)行說明。
[0078]動(dòng)態(tài)均勻采樣實(shí)現(xiàn)：
[0079]步驟(1):掃描架機(jī)械裝置第一電機(jī)軸運(yùn)行至起始位置，第二電機(jī)軸運(yùn)行至第一采 樣位置前一個(gè)設(shè)定距離a。
[0080] 步驟(2):掃描架機(jī)械裝置第二電機(jī)軸正向運(yùn)動(dòng)兩個(gè)脈沖寬度后發(fā)出第一個(gè)脈沖， 之后每運(yùn)行一個(gè)采樣間隔距離發(fā)出一個(gè)脈沖，勻速運(yùn)行至最后一個(gè)采樣位置后繼續(xù)運(yùn)行一 個(gè)設(shè)定距離a后停止；
[0081] 步驟(3):掃描架機(jī)械裝置第一電機(jī)軸正向運(yùn)行一個(gè)采樣間隔距離。
[0082] 步驟(4):掃描架機(jī)械裝置第二電機(jī)軸反向運(yùn)動(dòng)兩個(gè)脈沖寬度后發(fā)出脈沖，之后每 運(yùn)行一個(gè)采樣間隔距離發(fā)出一個(gè)脈沖，勻速運(yùn)行至第一采樣位置后繼續(xù)運(yùn)行兩個(gè)脈沖寬度 后停止；
[0083]步驟(5):掃描架機(jī)械裝置第一電機(jī)軸正向運(yùn)行一個(gè)采樣間隔距離。
[0084] 步驟(6):重復(fù)運(yùn)行步驟(2)-(5)直至掃描完成。
[0085] 所述步驟(1)(2)的設(shè)定規(guī)則為：
[0086]設(shè)定距離a應(yīng)大于一個(gè)脈沖寬度，小于一個(gè)采樣間隔。
[0087]各誤差矯正方法：
[0088]前饋誤差矯正方法：
[0089] 1.控制掃描架進(jìn)行單軸往返運(yùn)動(dòng)。并利用觸發(fā)脈沖對(duì)激光跟蹤儀進(jìn)行觸發(fā)檢測(cè)正 向運(yùn)動(dòng)脈沖輸出位置與反向運(yùn)動(dòng)脈沖輸出位置誤差大小。
[0090] 2.調(diào)節(jié)前饋增益1。電機(jī)控制器中電機(jī)控制器參數(shù)調(diào)整過程為：電機(jī)控制器中選取 參數(shù)PA1_58電機(jī)控制器前饋增益1默認(rèn)值為0.000。需要調(diào)整至1.000左右。實(shí)際數(shù)值與掃描 架運(yùn)行速度、載重、電機(jī)具體情況有關(guān)，需要根據(jù)激光跟蹤儀數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)位置差平 均值2-位置差平均值1 =(前饋增益參數(shù)2-前饋增益參數(shù)1)*X，根據(jù)第一次調(diào)整確定X大小， 之后計(jì)算最終前饋增益參數(shù)=前饋增益參數(shù)2-位置差平均值2/X。
[0091] 加減速階段脈沖混亂矯正方法：
[0092] 3.調(diào)節(jié)調(diào)諧模式
[0093] 調(diào)諧模式參數(shù)為伺服電機(jī)控制器參數(shù)PA1_13,初始參數(shù)自動(dòng)調(diào)整模式，需要設(shè)置 為手動(dòng)調(diào)整模式。
[0094] 4 ·調(diào)節(jié)負(fù)載慣性力矩比
[0095]負(fù)載慣性力矩比參數(shù)為伺服電機(jī)控制器參數(shù)PA1_14,具體值與實(shí)際系統(tǒng)有關(guān)。需 要調(diào)整至運(yùn)動(dòng)時(shí)既不發(fā)出碰撞聲，激光跟蹤儀獲取的前幾個(gè)點(diǎn)位置間隔也大致相等為止。 [0096] 誤差矯正具體過程為：
[0097] 1)連接外觸發(fā)脈沖輸出至激光跟蹤儀外觸發(fā)脈沖輸入。準(zhǔn)備完成后，對(duì)需要矯正 的運(yùn)動(dòng)軸按實(shí)際測(cè)試所用速度進(jìn)行正反向往返運(yùn)動(dòng)，同時(shí)輸出脈沖，脈沖輸出位置如圖4所 示。并根據(jù)激光跟蹤儀數(shù)據(jù)檢測(cè)并記錄脈沖輸出位置。
[0098] 2)處理激光跟蹤儀數(shù)據(jù)，建立坐標(biāo)系，獲取勻速后同一位置正向脈沖與反向脈沖 位置差。可通過檢測(cè)多個(gè)位置點(diǎn)取平均值。
[0099] 3)調(diào)整伺服電機(jī)控制器中前饋增益參數(shù)PA1_58,如正向脈沖位置小于反向脈沖位 置則調(diào)大，反之調(diào)小。誤差變化與參數(shù)變化在調(diào)整范圍內(nèi)基本成線性關(guān)系，可根據(jù)此關(guān)系進(jìn) 行前饋增益參數(shù)調(diào)整。例如，當(dāng)前饋參數(shù)為1.000時(shí)同一位置正向移動(dòng)脈沖輸出點(diǎn)比反向移 動(dòng)時(shí)小0.2 mm，調(diào)整前饋參數(shù)為1.010后同一位置正向移動(dòng)脈沖輸出點(diǎn)比反向移動(dòng)時(shí)小 0.1mm，則前饋參數(shù)應(yīng)設(shè)置為1.020左右。
[0100] 4)調(diào)整伺服電機(jī)控制器參數(shù)調(diào)諧模式參數(shù)PA1_13為12(手動(dòng)調(diào)整）。
[0101] 5)調(diào)整負(fù)載伺服電機(jī)控制器參數(shù)慣性力矩比參數(shù)PA1_14,該參數(shù)過大會(huì)導(dǎo)致加減 速階段受力過大產(chǎn)生碰撞發(fā)出聲音并損傷電機(jī)，過小會(huì)導(dǎo)致加減速階段震蕩使加減速階段 脈沖點(diǎn)混亂。參數(shù)根據(jù)實(shí)際情況選取，為20~22左右。
[0102] 上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范 圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不 需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 掃描架動(dòng)態(tài)測(cè)試過程中的觸發(fā)脈沖輸出位置誤差矯正系統(tǒng)，其特征是，包括： 掃描架，所述掃描架包括掃描架控制器和掃描架機(jī)械裝置； 所述掃描架控制器包括運(yùn)動(dòng)控制卡和伺服電機(jī)控制器;所述運(yùn)動(dòng)控制卡與伺服電機(jī)控 制器連接，伺服電機(jī)控制器與掃描架機(jī)械裝置連接;所述運(yùn)動(dòng)控制卡與主控計(jì)算機(jī)連接，所 述運(yùn)動(dòng)控制卡還與激光跟蹤儀連接。2. 如權(quán)利要求1所述的掃描架動(dòng)態(tài)測(cè)試過程中的觸發(fā)脈沖輸出位置誤差矯正系統(tǒng)，其 特征是，所述掃描架機(jī)械裝置包括第一電機(jī)和第二電機(jī)，其中，第一電機(jī)與伺服電機(jī)控制器 連接，第一電機(jī)與第二電機(jī)之間通過第一電機(jī)軸連接，第二電機(jī)通過第二電機(jī)軸與承載臺(tái) 連接;所述承載臺(tái)上設(shè)有待測(cè)試物體，所述待測(cè)試物體上設(shè)有祀標(biāo)。3. 掃描架動(dòng)態(tài)測(cè)試過程中的觸發(fā)脈沖輸出位置誤差矯正方法，其特征是，包括如下步 驟： 步驟（1):在平面近場(chǎng)天線動(dòng)態(tài)測(cè)試時(shí)，利用掃描架進(jìn)行平面掃描，激光跟蹤儀接收掃 描過程中運(yùn)動(dòng)控制卡發(fā)出的脈沖，激光跟蹤儀記錄接收到脈沖時(shí)的祀標(biāo)的Ξ維空間位置數(shù) 據(jù)； 步驟(2):對(duì)激光跟蹤儀接收到的Ξ維空間位置數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對(duì)多個(gè)采樣位置點(diǎn)正反 向運(yùn)動(dòng)位置偏差值取平均位置偏差； 步驟(3):利用步驟(2)的平均位置偏差調(diào)整伺服電機(jī)控制器的當(dāng)前的前饋增益參數(shù)； 若步驟(3)得到的正反向平均位置偏差大于誤差，返回步驟(1); 若步驟（3)得到的正反向平均位置偏差小于或等于誤差，調(diào)整伺服電機(jī)控制器中調(diào)諧 模式從自動(dòng)模式為手動(dòng)模式;進(jìn)入步驟(4); 步驟(4):調(diào)整伺服電機(jī)控制器中慣性力矩比參數(shù)，判斷測(cè)試點(diǎn)前設(shè)定個(gè)數(shù)個(gè)點(diǎn)位置是 否均勻，若均勻就結(jié)束，若不均勻就返回步驟(4)。4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征是，所述步驟（1)的利用掃描架進(jìn)行平面掃描的步 驟為： 步驟（1-1):第一電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，將第二電機(jī)運(yùn)行至起始位置;第二電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，將載物臺(tái) 運(yùn)行至第一采樣位置前設(shè)定距離a處； 步驟（1-2):第二電機(jī)軸正向運(yùn)動(dòng)設(shè)定距離a后，運(yùn)動(dòng)控制卡發(fā)出脈沖;之后每運(yùn)行一個(gè) 采樣間隔距離，運(yùn)動(dòng)控制卡發(fā)出脈沖;勻速運(yùn)行至最后一個(gè)采樣位置后，繼續(xù)運(yùn)行一個(gè)設(shè)定 距離a后停止； 步驟(1-3):第一電機(jī)軸正向運(yùn)行一個(gè)采樣間隔距離； 步驟（1-4):第二電機(jī)軸反向運(yùn)行一個(gè)設(shè)定距離a后，運(yùn)動(dòng)控制卡發(fā)出脈沖;之后每運(yùn)行 一個(gè)采樣間隔距離，運(yùn)動(dòng)控制卡發(fā)出脈沖，勻速運(yùn)行至第一采樣位置后，繼續(xù)運(yùn)行一個(gè)設(shè)定 距離a后停止； 步驟(1-5):第一電機(jī)軸正向運(yùn)行一個(gè)采樣間隔距離； 重復(fù)步驟（1-2)-(1-5),直至完成掃描。5. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征是，所述步驟(2)的步驟為： 對(duì)采樣位置點(diǎn)擬合直線，重新建立坐標(biāo)系并使坐標(biāo)系其中一軸與擬合直線的方向相 同，記錄采樣位置點(diǎn)在坐標(biāo)系所述軸上的值，之后將祀標(biāo)正向運(yùn)動(dòng)經(jīng)過設(shè)定的采樣位置時(shí) 激光跟蹤儀所記錄的位置在坐標(biāo)系下對(duì)應(yīng)的值與祀標(biāo)反向運(yùn)動(dòng)經(jīng)過設(shè)定的采樣位置時(shí)激 光跟蹤儀所記錄的位置在坐標(biāo)系下的值相減，獲取正向運(yùn)動(dòng)脈沖與反向運(yùn)動(dòng)脈沖位置偏差 值，檢測(cè)多個(gè)位置點(diǎn)正反向運(yùn)動(dòng)位置偏差值，對(duì)多個(gè)位置點(diǎn)正反向運(yùn)動(dòng)位置偏差值取平均 位置差。6. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征是，所述步驟(3)的步驟為:調(diào)整伺服電機(jī)控制器中 前饋增益參數(shù)PA1_58,若正向脈沖位置小于反向脈沖位置則將前饋增益參數(shù)PA1_58調(diào)大， 反之調(diào)小。7. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征是，所述步驟(3)利用步驟(2)的平均位置偏差調(diào)整 伺服電機(jī)控制器的當(dāng)前的前饋增益參數(shù)X:其中， 平均位置偏差2:第二次測(cè)試正反向運(yùn)動(dòng)脈沖位置偏差平均值； 平均位置偏差1:第一次測(cè)試正反向運(yùn)動(dòng)脈沖位置偏差平均值； 前饋增益參數(shù)2:第二次測(cè)試電機(jī)前饋增益參數(shù)PA1_58值； 前饋增益參數(shù)1:第一次測(cè)試電機(jī)前饋增益參數(shù)PA1_58值； X:電機(jī)前饋增益參數(shù)PA1_58變化與正反向運(yùn)動(dòng)脈沖位置偏差平均值變化比例； 根據(jù)第一次調(diào)整確定X大小，之后計(jì)算最終前饋增益參數(shù)：根據(jù)最終前饋增益參數(shù)進(jìn)行前饋增益參數(shù)的調(diào)整。8. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征是，所述步驟(4)的步驟為：重復(fù)步驟（1)的利用掃 描架進(jìn)行平面掃描工作，若運(yùn)動(dòng)過程中發(fā)出碰撞聲，則減小慣性力矩比參數(shù)，若得到的測(cè)試 點(diǎn)前設(shè)定個(gè)數(shù)個(gè)點(diǎn)位置不均勻，則增大慣性力矩比參數(shù)值;若不發(fā)出碰撞聲且測(cè)試點(diǎn)前設(shè) 定個(gè)數(shù)個(gè)點(diǎn)位置也均勻?yàn)橹埂?. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征是，所述步驟(4)的伺服電機(jī)控制器慣性力矩比參 數(shù)根據(jù)實(shí)際情況選取，為20~22。10. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征是，所述測(cè)試點(diǎn)前設(shè)定個(gè)數(shù)個(gè)點(diǎn)位置均勻的判斷 是根據(jù)Z判定，若Z滿足0<^2,則判斷為均勻的，否則判斷為不均勻的；其中， 第一點(diǎn)位置值:激光跟蹤儀采集的第一個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)位置在所建坐標(biāo)系下對(duì)應(yīng)值； 第二點(diǎn)位置值:激光跟蹤儀采集的第二個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)位置在所建坐標(biāo)系下對(duì)應(yīng)值； 第Ξ點(diǎn)位置值:激光跟蹤儀采集的第Ξ個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)位置在所建坐標(biāo)系下對(duì)應(yīng)值； Z:加速階段掃描架到位脈沖穩(wěn)定程度。
【文檔編號(hào)】G01S17/50GK106093918SQ201610704177
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月23日
【發(fā)明人】顏振, 周楊, 劉偉, 胡大海, 王亞海
【申請(qǐng)人】中國電子科技集團(tuán)公司第四十研究所, 中國電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所