超高精度摩托车减震器管试制及其精度测量评价的研究

本文介绍了超高精度摩托车减震器管的试制生产工艺,提出用最小二乘圆法对钢管进行圆度误差、偏心距精度评价。     

国产柔性坐标测量机机械部分设计与调试

经过4a研制出了6自由度柔性坐标测量机并形成产品投放到国内市场．主要介绍了其机械部分设计、制造与调试的思路和措施,选用高精度光栅传感器并精心调整光栅偏心,通过圆光栅读数误差试验,实现对光栅测角误差的修正,从而确保了该产品的测量精度．     

水泵转子径向圆跳动检测数据修正

针对应用千分表和电涡流传感器进行水泵转子径向圆跳动检测时,检测结果出现正弦变化规律的现象,分析了安装偏心误差对检测结果的影响原理,建立了相应的数学模型.运用最小二乘拟合法计算出变化曲线的幅值及初相位,从而消除偏心误差实现误差分离.结果表明,当将所提方法应用在水泵转子径向圆跳动检测的工程实践中时,可以有效消除安装偏心引起的误差,从而提高检测精确度.拟合平方和误差约为0. 000 9,所提方法可以广泛应用于轴类工件的检测实践.     

基于时间序列的时栅转台误差修正研究

时栅传感器作为转台的测角元件可以构成时栅转台,其精度问题一直是时栅转台研究的重点。运用误差修正技术,结合时栅传感器的原理,通过时间序列模型预测出转台下一时刻的随机误差,并通过系统误差模型和随机误差模型叠加的方式对转台误差进行修正。实验结果表明:通过时栅转台的误差修正平台,实验转台原始误差从±90角秒减小到±3角秒,验证了该方法的可行性,为时栅转台的设计提供了新的思路。     

编码器用圆光栅调整系统偏心位置计算方法

编码器圆光栅装配过程中,编码器主轴的回转中心与圆光栅码道基圆中心之间的安装距离对编码器信号输出精度有较大影响。为了提高编码器圆光栅装配过程中偏心检测的效率和检测精度,便于后续进行偏心调整,提出了一种计算编码器偏心角度位置及偏心值大小的方法。通过对光栅码道图像的特征提取及数据分析,计算码道基圆上不同位置的横坐标最大值,得到光栅偏心位置及偏心值大小。实验结果表明,这种方法能够比较有效的计算出光栅的偏心位置及角度,用这种偏心计算方法的调整系统具有较高的偏心调整精度和调整效率,同时能够降低码道加工误差对调整结果的影响。     

HT-7U装置纵场磁体装配位置精度仿真分析

HT-7U装置纵场磁体系统是由16个纵场磁体装配后形成的环体。为了确定出这些纵场磁体安装后的中心位置，在考虑了磁体的制造误差和安装误差的基础上，建立了16个磁体安装位置的数学模型；通过最小二乘原理，拟合出纵场磁体的中心位置；利用AutoCAD2000的二次开发工具ObjectARX2000，采用面向对象的编程技术，实现了纵场磁体装配位置精度的仿真分析。仿真结果表明通过用最小二乘原理拟合算法解决了纵场磁体系统中心位置的确定，为后续部件的装配提供了基准。     

基于线性模型的惯导平台测试方法研究

针对惯导平台非线性测漂模型的缺点,提出了以惯导平台加速度计输出为观测量的线性化测漂模型。给出了一种利用三轴转台对平台测试的6位置测试方案。该方案由高精度三轴伺服转台提供测试位置,并使惯导平台与转台闭环工作,处于惯性稳定状态。转台的应用提高了多位置测量时平台测试的位置精度。建立了包含陀螺仪漂移、加速度误差系数等在内的平台模型,利用最小二乘算法对线性化模型误差参数进行辨识。仿真结果表明,辨识方案是可行的     

在位测量实现转子中心孔加工位置精度的研究

在位测量实现磁性转子的中心孔的加工位置精度,通过对转子定位装夹及加工进行工艺性分析,设计工件定位专用夹具。利用传统测量方法和圆度误差方法对转子中心位置进行确定,并对比不同方法确定的位置精度,最终选用最小二乘法拟合圆,将最小二乘圆圆心作为转子中心孔的加工位置。加工后转子外轮廓跳动在0.03mm以内,达到加工要求精度。     

高定位精度转台检测系统调整误差补偿

某用于实验室激光通信实验的转台要求具有±1.5″的定位精度,为了对该高定位精度转台实施检测,搭建了由24面棱体、定心装置、0.2″二维光电自准直仪和支架组成的高精度测角系统,对该测角系统进行了准直误差理论分析。结果表明:多面棱体偏心对定位精度的测量结果影响很小,一般可以忽略,但自准直仪的调整误差对高定位精度的测量影响很大。为了消除该系统误差,在理论分析的基础上,提出了一种基于角度标定的调整误差补偿的方法并进行了实验验证。通过精细调整减小调整误差方法测得转台定位精度σ为0.936″,而采用新补偿调整误差方法测得定位精度σ″为0.922″,σ″相对σ的相对误差为-1.496%,且满足转台定位精度要求。实验结果证明了本文方法的快速性和可靠性。     

采用线性模型的惯导平台测试方法

针对惯导平台非线性测漂模型的缺点,提出了以惯导平台加速度计输出为观测量的线性化测漂模型.给出了一种利用三轴转台对平台测试的6位置测试方案.该方案由高精度三轴伺服转台提供测试位置,并使惯导平台与转台闭环工作,处于惯性稳定状态.转台的应用提高了多位置测量时平台测试的位置精度.建立了包含陀螺仪漂移、加速度误差系数等在内的平台模型,利用最小二乘算法对线性化模型误差参数进行辨识.仿真结果表明,辨识方案是可行的.     

基于星模拟器综合误差的星点修正方法的研究

对静态星模拟器的工作原理及星点位置误差的计算方法进行了研究,提出了一种新的星点位置的修正方法。利用这种修正方法能够在现有基础上提高星模拟器的模拟精度,有效降低对静态星模拟器光学系统设计的要求,减小星模拟器综合误差对星模拟器精度的影响。通过实验证明,修正后的星点误差均优于10″,可用于高精度星敏感器的地面标定。     

标定型星模拟器设计与关键参数测试

为了完成高精度星敏感器关键参数的地面标定,研制单星指向误差优于3″、星间角距误差优于5″的标定型星模拟器。根据标定型星模拟器的工作原理,设计高精度的准直光学系统,从设计结果分析,光学系统有效视场为37°,全视场角内准直光学系统相对畸变≤0.1%,MTF达到衍射极限,可以实现对星点位置的准确模拟。提出单星指向、星间角距等关键参数的误差计算方法并进行测试,实验结果表明:设计的标定型星模拟器的成像精度符合设计指标要求,整个设备可以满足高精度星敏感器地面测试的使用需要。     

基于非接触测量的经纬仪倾斜误差修正

分析了动基座对光电经纬仪测角误差的影响,提出了一套利用非接触测量装置进行实时修正的精度补偿方法。通过该装置测量出动基座下经纬仪方位旋转轴线的倾斜角及倾斜方向,与经纬仪望远系统同时记录测角数据及倾斜数据,从而对测角误差进行修正。该方法精度高、实时性强、能够补偿±1°范围内平台变形而带来的测角误差,测量装置误差在10″内。为实现动基座下高精度光电测量提供了一种有效的途径。     

一种大型太阳模拟器机械系统的设计

针对太阳模拟器的光出射角度不可变和太阳模拟器温控系统不好解决的问题,提出了一种大型太阳模拟器方位和俯仰回转机构及其控制系统和太阳模拟器温控系统的解决方法。方位与俯仰回转机构采用U-T型框架结构,轴系采用滚动轴承支撑结构,机械传动系统采用蜗轮蜗杆传动机构,温控系统采用水冷方式,通过计算机控制系统,完成对方位与俯仰回转机构转角的角位置控制,进而得到不同出射角度的出射光路,通过温控系统完成对氙灯和积分器的冷却。通过对比,发现这种回转机构为试验验证能带来更多的便利,温控系统能有效的控制模拟器温度。结果表明,设计出的方位回转±180°、俯仰回转±30°、转角精度≤0.5°的回转机构以及太阳模拟器温控系统能够满足使用要求。     

BP网络算法在平面运动测量误差补偿中的应用

在航天对接试验平台开发项目中,针对平面运动物体非接触高精度测量的难点,提出一种针对物体三自由度平面运动的创新性测量方法.利用激光测距传感器的并联组合,实现对物体位置和姿态的非接触式测量.以传感器测量值为输入样本,运用BP神经网络算法建立误差模型,通过调整权值因子使建立的网络模型能够拟合出测量误差,从而修正测量的数学模型.基于BP神经网络的误差补偿方法对平面运动物体测量误差的补偿具有明显的效果,能够满足位姿测量的精度要求.     

四象限模拟太阳敏感器的高精度补偿标定方法

为了提高微纳卫星的定姿精度,针对四象限模拟太阳敏感器提出高精度误差补偿方法,设计完整的自动标定流程. 分析四象限硅光电池片光生电流的测量过程,将太阳光入射后的投影关系进行建模,提取主要误差源. 综合考虑各环节,对各路电流测量误差进行单独矫正,对机械加工与安装误差和忽略遮光罩厚度导致误差进行补偿,形成了完备的补偿方法. 实验结果表明,机械加工与安装误差为主要误差源,忽略遮光罩厚度导致误差的影响略大于电流测量误差的影响. 应用该方法在±40°视场范围内补偿前平均精度为3.072°（1σ）,补偿后平均精度为0.177°（1σ）,现有其他方法标定后精度为0.5°（1σ）,提出方法的精度提升了约3倍. 针对标定测试工序,设计全流程自动化标定测试方法,效率明显提高,适合大批量应用.     

渐开线齿轮安装偏心误差自动补偿算法的实验验证

针对测量渐开线齿轮时由于其几何中心和测量中心不重合带来的误差,基于工件安装偏心的误差补偿模型,以齿轮测量中心为载体,分析不同偏心量值对于齿距测量误差的影响.实验结果表明:偏心造成的误差经过补偿后,与无偏心安装得到的测量结果一致,验证了误差补偿算法的正确性,消除了安装偏心误差带来的影响,降低了齿轮安装的难度.     

外差激光干涉仪周期非线性误差形成机理与补偿方法

针对纳米级周期非线性误差制约外差激光干涉仪使其不能适应下一代超精密装备制造与重大科学工程提出的亚纳米乃至皮米测量精度需求的问题,分析了外差激光干涉仪中两类周期非线性误差的形成机理,并对周期非线性误差的补偿方法进行了研究.结果表明:第1类周期非线性误差是由于双频激光不能完全分离引起双频激光交叉混叠,进而导致的周期非线性误差,该误差幅度可从数纳米到数十纳米;第2类周期非线性误差是由于测量光束在光学界面产生了具有多阶多普勒频移特征的虚反射光束,进而引入的周期非线性误差,该误差幅度可从数皮米至数纳米.对于第1类周期非线性误差,现有误差补偿方法,如椭圆拟合法等,可将其抑制至0.1 nm量级,特别是空间分离式外差激光干涉仪则从原理上完全消除了这一类误差;而对于第2类误差,通过降低虚反射率和空间滤波可以将第2类误差降低至数十皮米到数百皮米,剩余误差尚不能完全满足皮米测量的精度需求, 亟待发明新的误差抑制或补偿技术.     

长条形空间反射镜镜体及其支撑结构设计

为了满足长条形空间反射镜的设计要求,从结构材料的选择、镜厚比确定、支撑方式与最佳支撑点位置的选择以及镜体轻量化等方面进行了详细的镜体结构设计。设计了一种空间反射镜柔性支撑结构,以满足温度载荷与装配误差0.05mm工况下镜体面形精度的要求。利用有限元分析软件对反射镜组件进行分析,反射镜组件在Z向1g重力、4℃温升以及0.05mm强制位移三种工况耦合作用下的面形误差峰谷值PV为20.5nm,均方根值RMS为4.75nm,优于PV值小于λ10,RMS值小于λ50的设计指标。组件一阶频率141.83Hz,满足动态刚度要求。组件分析结果表明,反射镜及其支撑结构设计合理,满足空间应用要求。