光学非球面磨削中的圆弧砂轮修整误差分析

针对光学非球面磨削加工中对圆弧砂轮修整精度要求比较高的特点,采用GC杯形砂轮修整器对圆弧砂轮进行修整,并分析杯形砂轮修整器几何误差和原理误差。在此基础上,讨论了各种误差对圆弧砂轮的修整及对非球面加工的影响程度,确定修整器定位倾斜误差是影响圆弧砂轮修整的主要因素,特别是对圆弧半径的影响。针对定位倾斜误差因素进行了砂轮修整实验,结果表明定位倾斜情况下拟合的圆弧半径残差较大且残差分布与理论分析一致。非球面加工实验显示定位倾斜情况下的工件面形误差分布情况与理论分析一致。修整器调正后再次进行加工,结果呈现不同的面形误差分布且误差减小了,验证了定位倾斜误差对非球面加工的影响。     

保形光学在导引头中的应用

针对传统球面与平面结合的导引头对导弹飞行产生的影响,探讨了保形光学在光电导引头中的应用。从光学系统的设计、光学零件的加工制造、光学零件的面形检测等方面详细论述了国内外现有的保形光学技术实现方法,并提出了相应的解决思路。运用Wassermann—Wolf微分方程的原理,通过在商业光学设计软件中编译宏程序多项式拟合曲面的方法来设计保形光学系统的最佳面形;应用子孔径拼接干涉测量等方法测量保形光学面形误差;基于材料的可制造性,综合应用化学气相沉积法、单点金刚石车削、确定性微磨和磁流变抛光以及射流抛光等技术精密加工保形光学零件。最后,讨论了应用保形顶盖来改造现有球形整流罩的设想。     

基于1∶80缩比实验机的离心熔铸模拟实验研究

在实验室环境下进行非球面镜离心熔铸实验,研究大口径非球面镜的离心熔铸技术,并验证研究方法的可行性。通过对大口径非球面镜离心熔铸工艺的温度场相似准则和缩比模型参数匹配方法的研究,设计1∶80离心熔铸环境相似缩比实验机,进行物理模拟实验。测量了缩比实验的温度场、应力场以及最终的镜胚面形偏差。实验结果与仿真结果对比显示,温度场测量结果与仿真结果的相对误差在1.0%~1.4%之间。非球面镜在转变温度附近采取适当保温工艺后,最大压应力降为0.98 MPa. 通过轮廓仪检测制得的非球面镜面形偏差为-83.823 3 μm,与仿真结果相符。采用仿真联合缩比实验的方法对离心熔铸工艺中的不可观测量进行研究,为离心熔铸工艺提供了理论参考依据和实验指导。     

基于固结磨料成型的非球面光学磨具研究

针对目前非球面光学零件加工的难题,提出一种基于固结磨料成型磨具的抛物面研磨加工新方法。采用环带模型经典分析法和磨具保形磨损理论设计基块排布的方式进行结构设计,通过多目标驱动优化沟槽尺寸,对直径为50 mm,近似球半径为550 mm的k9玻璃进行研磨加工,工件廓形曲线与理论曲线最大误差为0.082 2 mm,最小误差为0.001 1 mm,工件面型精度较高,能满足中等精度的非球面零件的研磨加工要求。通过研磨试验验证了该方法研磨非球面零件的可行性。     

最小二乘曲线拟合及Matlab实现

采用最小二乘曲线拟合,可寻求有限测量数据及其伴随误差的变化规律.曲线拟合先确定拟合模型,再确定函数的所属类.多项式拟合先将其化为双曲线、S型曲线、倒指数曲线、对数曲线等拟合曲线,再求解拟合多项式系数.并用Matlab编制程序,对测量数据进行拟合与仿真.     

基于椭圆拟合的双轴磁传感器标定方法

针对目前双轴磁传感器的标定方法在测量滚转角时存在测量误差散布较大问题,提出了基于椭圆拟合的双轴磁传感器标定方法。该方法利用双轴磁传感器的输出具有椭圆性的特点,通过在固定点测量多组磁传感器输出数据,采用最小二乘法对测量结果进行椭圆拟合,求出其误差标定参数,对磁传感器进行补偿标定。测试结果表明,基于椭圆拟合的双轴磁传感器标定方法能有效降低磁传感器测量误差散布。     

基于最小二乘法的硅二极管I-V 特性建模

为研究硅光电器件的性能,对基于最小二乘法的硅二极管伏安(I-V)特性建模进行研究.分析二极管的I-V特性,采用多项式回归分析算法对实验测量的非线性数据集进行拟合,通过最小二乘法推定系数来构造其矩阵,求取反应硅二极管I-V特性的数学模型参数,通过预测值与实际测量值之间的误差分析来验证算法拟合经验公式的准确性.结果表明,该算法和程序可广泛应用于非线性数据集的多项式回归分析中.     

单晶硅非球面超精密磨削砂轮的性能参数优选

针对轴对称单晶硅非球面超精密磨削中砂轮选择的问题,依据单晶硅红外非球面透镜的结构特性,对几种典型碟片砂轮的结构特性和磨损特性进行分析,优选圆弧形金刚石砂轮作为垂直磨削法磨削单晶硅非球面透镜用砂轮。通过磨削加工实验,研究砂轮各性能参数对非球面磨削加工质量(表面粗糙度、表面形貌、亚表层损伤厚度、面形精度)的影响,优选出D64粒度金刚石砂轮为单晶硅非球面粗磨用砂轮,浓度号为C100、截面圆弧半径为6 mm、粒度为D3的金刚石砂轮作为单晶硅非球面精磨用砂轮。     

光学非球面超精密磨削的微振动对成形精度影响研究

轴对称非球面光学元件超精密磨削加工过程中砂轮的不平衡量和机床主轴引起的微振动直接影响工件成形精度及粗糙度。通过分析磨削过程中产生的微振动现象轴对称非球面光学元件超精密磨削加工过程中砂轮的不平衡量和机床主轴引起的微振动直接影响工件成形精度及粗糙度。通过分析磨削过程中产生的微振动现象建立了砂轮轴和磨床主轴微振动引起的非球面球面半径偏差的数学模型,研制了高精度微振动动态测量装置,测量精度达0.02 μm. 针对研制的大口径超精密非球面磨削机床分析测量了砂轮轴转速和磨床主轴转速、砂轮轴和磨床主轴的静压轴承油压对砂轮轴和磨床主轴的径向微振动和轴向微振动的影响,确定了使该磨床砂轮轴和磨床主轴微振动量最小时的砂轮轴转速和静压轴承油压以及磨床主轴转速和静压轴承油压的工艺参数,利用该参数加工的500 mm口径的非球面面型精度小于4 μm.     

基于DH 法的数控伺服平台定位误差补偿策略

针对某型号固体材料推进剂生产过程中出现的加工误差和安装误差问题,提出一种定位位置误差补偿策 略。利用机器人领域常用的DH 法对其进行运动学建模,将建模参数误差看作随着驱动指令变化的变量,以三坐标 测量仪为测量工具,对直线轴和旋转轴实际的轴线方程进行辨识,重新建立各杆件实际坐标系的状态矩阵,拟合出 实际齐次坐标变换矩阵各元素误差与给定驱动指令的关系曲线,并对理想齐次坐标变换矩阵进行补偿。仿真结果表 明：补偿后定位位置误差能下降约40%,验证了方法的有效性。     

连续独立冲量测量的扭摆位移数据处理方法

为了提高连续独立脉冲冲量测量效率,并满足大样本数据处理的需求,设计一种用于连续独立冲量测量 的扭摆位移数据处理方法。对实际振动过程进行分析,建立扭摆一般位移方程,采用LM 方法和位移数据得到拟合 参数,编写了实用程序,结合标定参数计算冲量,并通过算例进行验证。结果表明：该方法可以在保持测量精度的 同时,有效提高连续独立冲量测量的效率,抗干扰能力较强,具备在复杂环境下的工程应用价值。     

捷联惯性测量解算方法及测高误差估算

应用四元素法的捷联算法,采用Matlab编程.积分运算采用经典4阶Runge-Kutta算法实现.捷联惯性测量中数学平台和定位解算包括参数初始化、计算装置从惯性器件实时读取数据、载体所在位置重力加速度值计算、速度和位置积分运算等.对可预测的直线轨迹、曲线轨迹对其算法和所编写程序的正确性进行了验证.同时结合一载体运动轨道参数,对各因素对测高误差的影响进行估计,结果证明该方法可行.     

具有微小角度零件的加工及检验方法

针对某大型空间红外相机装调过程中某反射镜调整垫需具有微小角度的需求,提出一套 采用光学加工技术进行加工和检测的方法。增加6块反射镜参与加工和检测,分别检测被加工零件的4个特征点高度、零件受加工面的初始角度和零件背面。使用干涉仪对6块反射镜进行检验,获得的干涉条纹可计算出零件受加工面与初始面的夹角,推算出零件高点与低点的高度差,指导进一步加工的加工量和加工角度。通过零件受加工面与反映零件背面反射镜面之间干涉条纹的差别,计算二者所成角度的数值。在80 mm宽的调整垫上,加工所得顶面与底面最终形成0.21″的夹角,调整垫上边缘和下边缘高度差为0.100λ(λ为可见光波长,λ=632.8 nm),即63.28 nm,处于误差范围内。将调整垫装入系统,经过力学试验和热光学试验,仍满足设计要求。结果表明：对于尺寸不大的机械零件,采用光学加工方法获得所需微小角度的平面是可行的;使用干涉仪对辅助反射镜表面进行干涉检测,并推算零件表面的加工量是能够指导加工进行的;通过辅助反射镜的干涉图计算被加工零件的表面高度差能够满足光学系统装调的需要。     

步兵榴弹环境适应性试验设计与评估方法

直接由验前数据获取验前分布可能导致正样机数据"左右"定型试验结论,为了解决此问题,采用混合贝塔分布描述二项分布的验前分布,用相似性因子描述前后两次试验在产品状态和试验条件的差异,运用层次分析法确定了影响步兵榴弹环境适应性试验项目的不同因素的取值范围和相应评语集,给出了基于混合贝塔分布的试验方案设计方法.在获得试验数据后,运用聚类分析方法分析了产品验后分布的环境敏感性.结果表明,该方法参数估计的均方误差更小,估计值更稳健;聚类分析方法能够发现环境因素对产品性能的影响,能够为产品的改进和使用提供数据支撑和指导.     

一种固体火箭发动机通用模拟燃烧的方法

为减轻计算工作量,提高装药设计水平,提出一种通用固体火箭发动机装药模拟算法.通过UG NX软件的二次开发工具BlockStyler,生成可视化常见药型几何模型,运用UG NX最新二次开发接口SNAP获得燃面上离散点的坐标和法向等数据;使用C++语言编写模拟燃烧程序,详细讨论燃烧推移时线段相交,尖角点的处理以及曲线的拟合等方法,得到肉厚与燃面面积变化的曲线;对比解析解,阐述误差存在原因,并对误差进行了分析和处理.研究结果表明:该研究得出一种燃烧模拟算法,对提高固体火箭发动机装药设计精度和效率有一定的参考价值.     

非对称等离子体弧温度场三维重建

等离子体加工技术在处理各类难加工材料的成形与制备方面备受关注,其温度特性是影响加工质量的决定性因素。针对现有温度特性研究大多在弧径向对称的假设前提下完成的问题,提出了一种基于灰度值的非对称等离子体弧温度场三维重建方法。基于灰度值对非对称等离子体弧形貌进行三维重构,重构结果与温度场的定性分布存在对应关系;利用自行设计的黑体炉对比色测温公式进行参数标定,通过比色测温原理得到等离子体弧图像中灰度值与温度的对应关系;将计算得到的温度值代入形貌模型,完成等离子体弧温度场的三维重建。研究结果描述了等离子体弧温度的分布情况,实现对非对称等离子体弧温度场的非接触测量,可为等离子体加工技术的温度控制提供指导。     

基于统计能量分析法的船艇机舱噪声建模计算

根据统计能量分析法的原理,结合某型军用船艇机舱实际结构建立了机舱的物理及数学模型。运用表面速度振动测量法确定了发动机的输入声功率,采用理论及经验公式讨论了统计能量分析法其它参数确定。将机舱噪声预测值与实验值进行了对比分析,结果表明,预测机舱总声压级为93.8 dB(A),比实测结果低2.9 dB(A)．在315 Hz以上主要频段上,最大误差在4 dB(A)以内,最小达到0.3 dB(A)．预测曲线与实测曲线吻合较好。     

基于混合优化算法的小子样复杂规律建模方法

针对在高速飞行器建模及动力学特性分析过程中,用多项式拟合方法求解飞行器小子样复杂规律建模问题的不足,提出了基于混合优化算法的高速飞行器数据拟合的新思路,即将建模中气动、动力小子样参数拟合问题转化为最短路径的优化问题,要求拟合出来的函数经过各数据节点的同时,走最短的路径,从而将数据拟合问题转化为非线性优化问题。该方法突破了传统多项式拟合阶次小于节点数的限制,获得了能够准确反映模型特性的平滑曲线。鉴于混合优化算法（仿生优化算法与序列二次规划的局部优化算法相结合）收敛半径大、优化精度高等优点,以某型高速飞行器小子样气动参数点为例,采用混合优化算法进行优化,在飞行器建模及动力学特性分析中用拟合得到的模型计算气动参数,可大大提高计算精度,仿真试验亦取得了满意的效果。