燃机叶片型面三维光学扫描检测方法研究

针对工业生产中提高燃气轮机叶片型面检测效率、实现叶片整体尺寸检测的实际需求,提出基于激光和光栅两种三维光学扫描的叶片型面检测方法。采集燃气轮机叶片三维点云数据,用统一采样和设定点云间最大偏差值的方法进行点云精简。根据6点定位原理和最小二乘法将精简点云与设计模型进行配准,提取叶片型面轮廓度和检测截面特征参数进行分析,并与三坐标检测结果对比。结果表明:两者检测叶片型面轮廓度在相同偏差范围内点云所占比例偏差都在1%以内,叶片型面特征参数尺寸相差都在0.02 mm以内。经试验证明,三维光学扫描方法检测速度快、适应性强、可靠性高,可为高效准确地进行叶片型面检测提供有效的技术手段。     

室外大型场景多机位三维数据全局快速配准

以激光采样点为配准单元,提出了一种新的基于反向投影的室外大型场景多机位三维数据全局快速配准算法。算法直接利用激光采样点的点位和激光反射强度两重属性通过马氏距离搜索最近点,并利用反向投影加速最近点搜索,依靠插值方法修正最近点,避开采样分辨率影响。根据最小生成树原则生成了多机位三维数据最佳配准路线图,在PC机上自动将多机位三维数据无缝拼合在同一坐标系。经过实际应用,验证了算法的稳定性,给出了满意的配准结果。     

拟万有引力定律三维激光点云数据精简方法

为对海量三维激光点云数据进行精简,提出一种拟万有引力定律的点云数据精简方法。该方法将万有引力定律中各点质量替换为点的切向与径向联合曲率表征参数,通过求解点云中各点之间的引力分布,实现点云数据平坦与特征区域的划分,完成点云数据中特征点的提取与保护。将非特征区域点大比例均匀采样,再与完整的特征点融合形成精简后点云数据,将其与原始点云进行对比,结果表明:该精简方法在有效保留特征区域的基础上可以大比例精简点云,同时精简前后点云点距离误差较小。在总精简比94%时,最大点间距离偏差值为0.1 mm,且高偏差值点均位于非特征区域。     

组合秤下料机构自适应控制

目的研究组合秤下料机构参数缓慢时变导致的下料量偏差大的自适应控制方法。方法采用模型参考自适应控制对下料速度的偏差进行补偿,给出模型参考自适应控制器的设计方法,并采用Matlab软件进行仿真。结果当模拟下料机构在1 s之后发生机构参数变化时,在2 s内无自适应控制系统下料量与参考模型下料量的偏差随时间增加而比例增大,在2 s时相对误差达41.38%;采用自适应控制系统,其下料量偏差稳定,在2 s时相对误差为3.36%。结论组合秤下料机构采用自适应控制系统,能够有效减少由于参数缓慢时变引起的下料量偏差。     

激光粒度分析的傅立叶光学原理

证明了激光粒度分析装置是典型的二维傅立叶变换系统 ,讨论了激光粒度分析过程中的基本傅立叶光学原理 ,推导了颗粒一级近似和二级近似的衍射模型。     

反射型超声衍射CT迭代重建算法

本文以傅立叶衍射定理为基础,将非均匀傅立叶变换和迭代法相结合,用正则化方法处理迭代的收敛问题,建立了反射型超声衍射成像算法。数据直接在频域中的非均匀频率点上比较,避免了频域内插引入的误差。本算法也减少了采样数据量,降低了运算的复杂度。实验结果表明,在迭代次数不多情况下,重建图像可以达到较好的视觉效果。     

包络变形对阶比分析结果的影响及消除方法

转速变化的滚动轴承故障诊断通常先采用计算阶比跟踪技术消除变转速的影响,再进行阶比分析获得故障特征。然而,等角度重采样会引起冲击包络变形进而导致阶比分析结果产生偏差,在转速变化范围较大时这个偏差必须要受到重视。本文的主要工作是介绍了等角度重采样方法,仿真了包络变形对阶比分析结果的影响,给出了峰值点间隔变化量详细的理论推导,提出了通过修正角度变换值来消除包络变形影响的方法,并进行了实验验证。研究结果显示,包络在宽窄方向的变形对阶比分析结果没有影响;相邻包络峰值点间隔的变化对阶比分析结果产生影响;在角度序列逐点减去峰值点间隔变化量可消除包络变形对阶比分析结果的影响。     

基于MKSA算法的曲面自适应采样

针对在机测量传统采样方法存在的采样点过于集中和采样区域遗漏影响曲面轮廓度的问题,将MacQueen K-means(MK)算法与模拟退火(SA)算法相结合,提出基于MKSA的复杂曲面在机测量自适应采样方法。利用MK算法生成二维质心Voronoi结构(CVT结构),将复杂曲面离散点云数据的高斯曲率绝对值作为生成CVT结构的密度函数,以方差函数为收敛准则,通过全局算法SA的退火准则设置降温系数,提高MK算法的全局寻优能力,生成全局最优的二维CVT结构;将质心点映射回原曲面,获得质心位置对应的曲面采样点,从而实现复杂曲面的自适应采样。仿真及实验结果表明:MKSA算法使曲面测量采样点分布更合理,拟合曲面与CAD模型的最大偏差及平均偏差均小于传统方法,更逼近CAD模型的理论曲面。     

一种多子阵合成孔径声纳CS成像算法

由于方位向采样不均匀,已有的频域算法如CS算法（ChirpScaling）等不能直接应用于多子阵合成孔径声纳成像．提出了一种可用于方位向不均匀采样多子阵合成孔径声纳的CS成像算法。此方法利用多子阵合成孔径声纳系统等间隔布阵和匀速直线运动的特点,将方位向不均匀采样的傅立叶变换分解为若干均匀采样的傅立叶变换,从而可以利用FFT提高计算效率。成像结果及分析表明,此方法可以很好应用于多子阵合成孔径声纳成像,并保持了标准CS算法快速高效的特点。     

光栅激光告警系统中信号光与天空光的能量分析

为了在天空背景下实时测量宽波段脉冲激光波长和方向,提出了使用闪耀光栅衍射测量脉冲激光波长和方向的方法.用傅立叶变换分析天空背景和脉冲激光的光谱分布.通过对透射率函数的傅立叶级数展开,得到光栅衍射谱线的强度,对信号光谱线的最小强度、背景光谱线的最大强度和噪声强度的比较,得到设计的可行性.光路主要由特制光栅、柱面镜以及CCD探测器构成.     

秤量准确度的一次性调整

根据秤量准确度的允差要求，把它转换成相对误差Δｒ，求出Δｒｍｉｎ值，该值乘以检定秤量准确度所使用的法码Ｍ值，得出ΔＭｍａｘ。在任何秤量点上，只要调整秤量准确度偏差│ΔＭ│≤│ΔＭｍａｘ│。则所有秤量准确度的偏差都不会超过允差要求。     

一种用于宽带取样示波器的幅值校准方法

取样示波器采用顺序等效采样原理,可以实现对高速稳定信号进行采样、波形恢复、信号质量分析等,在高速通信、信息对抗等领域有广泛应用。但作为取样示波器核心器件的取样器,采用双肖特基二极管对称结构,因器件、布局布线等非对称性,导致差分输出的两路信号存在偏差等,造成测量波形的不准确。为更加准确地重建被测信号的真实值,提出一种基于最小二乘法的二进制幅值校准方法。通过实验验证,此方法能够准确计算校准系数,实现对幅值的校准,相对误差在1%以内,并且在采样点数较少的情况下仍然适用。结果表明,此方法可以用于宽带取样示波器的幅值校准。     

罗兰C信号模拟器的设计与实现

运用数控技术产生罗兰C信号;通过对罗兰C脉冲的傅立叶分析和采样分析,确定仪器所用的采样频率和滤波器,给出了设计及实现罗兰C信号模拟器的原理。     

基于双频激光干涉原理的大尺寸直径测量的研究

提出了一种基于双频激光干涉原理的大尺寸直径测量的新方法,采用激光准直仪出射的高稳定光线瞄准和定位固定在被测工件直径两端点上的光电接收器,同时使用双频激光干涉仪测量两个光电接收器中心间的距离,通过几何计算得到被测直径尺寸。实验表明,该方法有较高的测量准确度,测量系统的相对误差小于5×10^-6。     

垂准仪的准确度分析

从建立计算铅垂线偏差的公式体系着手,以实例演示了数值比例尺指标、铅垂线与重力线夹角、垂准仪在某个海拔高度上的铅垂线偏差三者之间的联系及换算过程。着重天顶天底铅垂线的联系,分析了光学(激光)对点器的累积误差;着重五角棱镜与双平面镜系统的关联,计算了五角棱镜对铅垂线偏差的负影响量。把垂准仪校准装置分为两类,通俗地分析了它们所体现的计数原理误差。最后,通过与激光标线仪的对比阐述了垂准仪准确度的比较优势。     

带旋转的三面互检法

按传统三面互检法评价平面度偏差,结果只能由评价平晶在两条相互垂直的直径线上的测量数值得到,其评价方法与平晶的真实面形偏差存在差异.本文介绍的基于光电探测技术、激光干涉技术、图像处理技术的带旋转三面互检法可以解出平面上N条直径线上的点的面形偏差,可以提高测量准确度.     

复杂电力电子主回路故障诊断研究与仿真

根据双桥串联可控整流电路输出故障电压具有周期性、平移性、随着控制角大小变化波形伸展的特点,按晶闸管序号进行了故障分类,共有25大类、294小类,提出了实时采样的快速傅立叶变换＋概率神经网络的故障诊断方法．首先对整流输出电压实时采样值进行快速傅立叶变换得到幅值和相位,然后根据幅值信息利用概率神经网络进行故障大类识别,利用相位信息进行故障小类识别．仿真结果表明,该方法诊断结果正确、实时性好、硬件实现简单,对复杂电力电子主回路的故障诊断具有普遍适用性．     

一种适用于时不变信道的信道估计方法

研究了时不变信道下突发式正交频分复用(OFDM)通信系统的信道估计问题,针对在突发式OFDM通信系统中不同时刻发送的帧存在不同的采样起始时刻偏差和载波起始相位偏差,使各帧的信道估计结果难以被其它帧利用的情况,提出了一种基于对采样起始时刻偏差和载波起始相位偏差进行估计与纠正的信道估计方法。该方法对随机传输的物理层帧之间的采样起始时刻偏差以及载波起始相位偏差的差值进行估计和纠正,使各帧获得统一的采样起始时刻和载波起始相位,从而使不同帧的信道估计结果可以互相利用,从而提高信道估计结果的精度。仿真结果表明,这种信道估计方法可使系统的误码性能提高约1dB,并且可使系统的传输效率提高约10%。     

插入式电磁流量计的理论研究

从电磁流量计理论出发,建立插入式电磁流量计的物理模型,求出相应的电势、磁势和权函数的分布,并进行了定量计算,分析不同流场下插入式电磁流量计的输出电势差。计算研究表明,如果把电极放置于平均流速点位置,这种流量计可以测得通过管道的流量,电极位置偏差所产生的测量相对误差约为1％～2％。     

提高激光位移传感器精度的新方法

本文提出了一种新的提高激光位移传感器精度的方法 ,利用分光器对接收光强实时控制同时利用A/D转换器对像点的峰值采样 ,最大限度降低了被测物体表面给测量带来的误差 ,提高了传感器测量精度。