转台误差对MEMS陀螺标定的影响分析

MEMS陀螺是导航系统中的关键元器件,提高其精度对提升导航系统性能具有重要意义.基于多体系统建立三轴转台误差模型,根据转台运动机理分析得到三轴转台的各类几何误差项及运动误差项,然后阐述陀螺标定原理,推导出MEMS陀螺标定全参数误差模型,测量出转台各项误差参数值.在此基础上进行速率标定实验,分别求得加入转台误差项参数和不...     

3-RPS 和3-SPR 机构铰链布置形式建模与分析

通对12种典型旋转铰链布置形式下的3-RPS和3-SPR机构进行自由度计算、数学建模和运动学分析,利用Pro-E和 ADAMS软件分析验证所建模型,筛选出符合体感机构要求的三自由度并联机构,结果可用于辅助铰链布置形式的选择。     

基于改进差分进化的3-RPS机器人逆运动学参数标定

并联机器人结构较为复杂,由设计参数求解出的关节驱动不能使其达到理想位姿,然而并联机器人的位姿精度会直接影响到工作质量。为提高并联机器人逆运动学模型的精度,对所设计的3-RPS并联机器人建立逆运动学误差模型,并提出一种基于竞争的多变异策略差分进化算法对模型中的参数进行标定。在该算法中设计两个分别侧重局部开发和全局探索的种群,每个种群包含3种变异策略,并在每个种群中制定一种竞争制度用来挑选出标定过程中表现最好的策略,确保标定得到的参数最优。使用标定后的运动学参数对逆运动学模型进行修正,并通过Adams验证修正后模型的准确性。结果表明：所提算法收敛速度较差分进化算法提升了50%,且最终收敛值更小;与粒子群算法和差分进化算法相比,所提算法收敛结果不受进化过程中随机性带来的干扰;经该算法标定后,3-RPS并联机器人3个自由度精度较标定前分别提升了73.5%、88.7%、95.2%,精度得到显著提高。     

3-RPS并联机器人动力学分析及模糊控制仿真

为研究并联机器人驱动位移轨迹跟踪控制精度,更好地对机构进行有效的实时控制,以3-RPS并联机器人的动平台以及各支链为研究对象进行了动力学分析.应用牛顿-欧拉方法,分析了该并联机器人三支链对动平台的驱动力、约束力矩以及动平台对三支链的作用力,构建了动力学方程.基于Matlab仿真软件,采用液压伺服驱动方式及模糊控制算法,构建模糊控制仿真模型进行了仿真分析.仿真结果证明了牛顿-欧拉方法对3-RPS并联机器人动力学分析的正确性及模糊控制方法的有效性,为进一步利用Matlab对3-RPS并联机器人轨迹跟踪控制研究提供了一定的理论基础.     

双目标定系统精度提高的方法

针对双目标定系统精度提高的问题,介绍了摄像机标定方法、原理及双目标定系统的标定流程．通过用张正友平面模板两步法实验分析总结出影响双目标定系统精度的因素,并提出了提高精度的方法．在各种影响因素达到最小时的实验表明重投影误差不超过0．2像素,可以满足双目标定系统的实用性．     

一种新型并联机床的精度建模与误差分析

以一种新型并联机床为对象，提出了一种精度建模方法。将精度建模的问题转化对应的“虚拟机构”的运动分析问题，建立了主进给机构的驱动误差、结构误差及球铰间隙误差与刀尖参考点位姿误差之间的关系式，利用空间矢量链模型推出了并联机床系统位姿误差与主进给机构安装误差、立柱尺寸误差及工作台运动误差间关系的综合表达式，为该新型并联机床的精度补偿提供了理论基础。最后给出了误差分析的数值实例。     

高分辨率激光回波模拟器的误差分析及标定

激光回波模拟器是为脉冲激光测距仪进行性能检测提供高精度模拟距离的一种装置,其精度直接影响激光测距仪的测距精度。针对基于FPGA电子延时的高分辨率激光回波模拟器,根据回波模拟器的组成及原理,对系统中存在的误差进行理论分析。提出了用高频示波器标定其精度的方法,利用差分原理对激光回波模拟器的模拟距离进行标定。结果表明,标定结果与理论分析相符,利用该标定方法可知此激光回波模拟器的延时误差小于2ns,即模拟距离误差小于0.3m。     

精密装配用并联机器人标定及机构误差分析

为了提高手机摄像头的装配精度,设计开发一款用于精密装配的小型并联机器人,并对机器人进行标定以及机构误差分析.用数值方法推导机器人的正逆运动学模型和误差模型,并探讨机器人运动学模型和误差补偿模型衔接的问题;设计在桥式三座标测量机上进行测量标定的方法,并对机器人进行标定实验;从机构角度对机器人的间隙误差来源进行分析,分析机器人构型对间隙误差的约束,并对机器人进行重复定位精度测试.经过标定及机构误差控制,机器人位姿坐标的最大位移误差由0.345 9 mm降为0.012 1 mm,最大转角误差由0.007 3 rad降为0.001 1 rad,重复定位精度为0.004 8 mm.实验结果表明该标定方法及机构误差分析方法能有效提高机器人的精度.     

3-RPS并联机器人静力学研究及SimMechanics仿真

针对传统的建模方法忽略连杆自身重力并具有较大误差这一问题,对单个杆件在铰链约束及重力作用下的受力情况进行分析,推导出机器人处于任意位姿时连杆受力与动平台负载力(矩)二者的关系,从而建立了3-RPS并联机器人完整的静力学模型.利用Matlab的SimMechanics和Simulink模块库构造出该3-RPS并联机器人的仿真模型,对该模型进行受力仿真,验证了静力学模型的正确性.该研究同样适用于其他种类的3自由度并联机器人.     

五轴数控机床几何误差分析与建模

首先对五轴数控机床几何误差进行分析和描述并画出五轴数控机床拓扑结构图,采用特征变换原理把各运动体间的相互关系用变换矩阵来表示,将各实体间复杂的运动关系抽象为数学矩阵间的关系,得出实际相邻体间4×4阶齐次特征变换矩阵及其与特征之间的相互对应关系,得出五轴数控机床的误差模型表达式.     

数控机床热误差的时序分析法建模及其应用

提出了采用时间序列分析法进行机床热误差建模的基本原理及方法,及其在数控机床热误差补偿建模中的应用。利用实测的热误差序列进行时序分析识模、建模和预报。再通过由微机结合机床控制器构成的补偿系统,利用所建立的时序分析模型,经过微机算出补偿值并送入机床控制器对刀架进行附加进给运动完成实时补偿。实验结果表明,可将工件的尺寸变化从原来的25 μm以上降到10 μm以内,大幅度提高了机床的加工精度,从而论证了时序分析法在数控机床热误差建模应用中的可行性与有效性。     

机床热误差补偿建模方法研究

在机床热误差补偿技术研究中,热误差鲁棒建模是机床热误差补偿的成功关键之一。对国内外几种主要的热误差建模方法进行了较为深入的分析研究,比较了不同方法各自的优缺点,并针对缺点介绍了一些改进方法。在此基础上,总结归纳了目前研究存在的问题,并对未来的发展方向进行了探讨。     

五轴数控机床综合误差建模评价方法研究

针对五轴数控机床精度综合评价分析的需要,提出了一种对机床几何误差和伺服误差进行综合评价的方法。该方法通过机床线性轴和旋转轴联动的方式,利用球杆仪进行圆度误差检测,根据所建立的误差分析评价模型,通过对机床运动过程中的各项误差对机床总误差的影响进行分析得知,随着进给速度的增加,机床的几何误差基本保持不变,而伺服误差在机床总误差中所占比重逐渐增大,当进给速度增大到10 000 mm/min时伺服误差占机床总误差的75%左右。实验结果表明本机床误差评价模型具有较高的准确性,分析结果可为机床的误差补偿提供计算依据。     

Calibration of a Parallel Kinematic Machine Tool

The parallel kinematic machinetool(PKMT)is anew-style machine tool[1].Though it has an advan-tage over traditional NC machine tool due to a seriesof characteristics such as si mple structure,fast re-sponse speed and non cumulative errors[2,3],its abso-lute accuracy is not sufficient for a machine tool re-quiring high accuracy.A mainfactor reducingthe ac-curacy is kinematic parameter errors caused by ma-chining and assembling errors[4].Calibration is a solution to this problem.It ismore prac…     

基于灰色系统的机床热误差建模研究

针对机床加工过程中的热变形误差受多因素影响,变化趋势复杂,难以用常规预测方法进行有效预测的问题,该文提出了一种新的基于改进灰色系统的智能预测模型。该模型利用函数变换法改善灰色系统数据序列的光滑度,采用等维新陈代谢法克服了传统的灰色预测模型的不足,所建模型具备了输入数据动态更新的能力,预测更趋于合理。将该模型应用于工厂现场的一台数控车削加工中心进行热误差趋势的预测,从而实现热误差的补偿研究。研究表明,该模型的预测性能优于全数据GM(1,1)模型和新信息GM(1,1)模型,是运用灰色系统理论进行机床热误差补偿建模最理想的模型,具有优异的补偿功能,能够有效的提高机床加工精度。     

数控机床加工精度提高方法的分析

数控机床使用过程中存在很多产生加工误差的因素,而进给机构和编程误差对数控机床加工精度的影响都是可以通过改善而减小的,通过对这两方面的分析提出了相应提高机床加工精度的方法．     

激光扫描图像编码三维视觉系统误差分析与标定

基于激光扫描图像编码的三维视觉原理,提出了对其进行误差分析的方法,并通过移动标准平面来建立深度数据表的标定方法．该方法有效地减少了图像采集和处理量,测量时 间短,标定精度高．     

并联机床设计理论、技术与设计环境

结合并联机器人学理论和并联机床开发的工程实践,对并联机床的构型设计、机构运动学设计、整机结构设计、动力学设计、精度设计、数控系统设计的理论、技术进行了较为系统性的讨论,对并联机床的设计环境及虚拟产品设计技术的采用作了初步探讨。