自分度非接觸旋轉(zhuǎn)量傳感的方向辨識方法研究.pdf

1、空間濾波測速法具有簡單穩(wěn)定、非接觸、環(huán)境適應(yīng)性強、使用方便等優(yōu)點，被廣泛用于飛行器、汽車的位移速度檢測。目前基于空間濾波的測速法主要檢測運動物體的線速度，很少用于測試旋轉(zhuǎn)速度。但在風機、各類大型旋轉(zhuǎn)機械轉(zhuǎn)軸等的監(jiān)測或轉(zhuǎn)速測量中，特別需要非接觸或遠距離地測量轉(zhuǎn)速參數(shù)。本文基于空間濾波測速原理，建立了空間濾波技術(shù)測量線速度的數(shù)學模型，從運動的隨機分布空間圖像的空間頻譜、空間濾波頻譜函數(shù)，推導(dǎo)出了運動線速度與輸出信號中心頻率之間的關(guān)系；再根據(jù)

2、轉(zhuǎn)速與線速度的關(guān)系、線速度與光電探測器陣列方向分量的關(guān)系，建立轉(zhuǎn)速與輸出信號中心頻率之間的關(guān)系，進而得到轉(zhuǎn)速量值的遙測計算式。在轉(zhuǎn)速測量中，尤其在機械轉(zhuǎn)軸的精密測試中，旋轉(zhuǎn)方向的辨識與轉(zhuǎn)速量值的測定一樣，都是必需的和極重要的。在用雙差分空間濾波器遙測轉(zhuǎn)速中，也需要辨識旋轉(zhuǎn)方向，但也存在著信號有隨機性、信號頻率無旋轉(zhuǎn)方向信息等問題。
　　本文基于空間濾波測速原理和微分差相關(guān)分析，提出了用于雙差分空間濾波轉(zhuǎn)速遙測的旋轉(zhuǎn)中心定位法和旋轉(zhuǎn)

3、方向判定法。利用雙差分空間濾波傳感器輸出信號的兩個中心頻率及其變化計算系數(shù)k，由k值和較大中心頻率對應(yīng)的位置來確定旋轉(zhuǎn)中心成像點的位置區(qū)域。旋轉(zhuǎn)方向辨識方法則是將差分空間濾波器中相鄰兩個光電池的輸出信號經(jīng)微分、相減、取絕對值后再積分計算得到微分差相關(guān)值，用其最小值處延時量的符號確定旋轉(zhuǎn)體像在該兩光電池處的線速度方向，再依據(jù)該線速度方向和旋轉(zhuǎn)中心位置來判定旋轉(zhuǎn)方向。為驗證所提出方法的正確性，以平面圓盤旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速作為測量對象，仿真分析實驗驗證