高精度角位置测量系统误差补偿参数调试方法

详细讨论了基于感应同步器的角位置测量系统的短周期误差补偿原理及方法,为误差补偿的参数调整提供了理论依据。采用文中提出的方法,可以大大缩短测角系统的精度调试周期,并且能够获得近似完全的补偿效果。     

一种电子磁罗盘航向误差的自适应补偿方法

分析软硬磁干扰对磁罗盘航向角的影响,建立相应的磁罗盘航向误差模型,并将模型参数作为卡尔曼滤波器的状态量,在 MIMU 的辅助作用下,使模型参数随周围磁场环境变化而改变,增强了磁罗盘航向测量的环境适应性。卡尔曼滤波器的观测量分为常规观测量和机动观测量,机动观测量在估计航向误差模型参数时增加了当前航向的权值,提高了当前航向的误差补偿精度。实验数据表明,在干扰磁场较强且人为改变干扰磁场的情况下,最大航向误差为±14.5°,经过自适应补偿后降至±0.2°以内。本算法可以精确地、自适应地对磁罗盘航向误差进行补偿,非常适合在周围磁场易变化的环境中使用。     

非标准环境温度下机床热误差测量结果修正方法研究

针对环境温度变化对同一台数控机床热误差测量结果造成的影响,提出一种采用被测量工件和测量工具的热膨胀差对热误差测量结果进行修正的方法,并运用该方法对滚珠丝杠热误差测量结果进行修正,实验修正结果证明了该方法的实用性。     

虚拟切片无损测量精密进给系统误差补偿研究

虚拟切片无损测量装置可改进传统三维无损测量装置的不足,具有测量精度高、成本低、数据测量与处理快、可测量物体内部轮廓等优点。其中,精密进给系统是该装置的关键子系统,精密进给系统是影响片层质量精度的直接因素,同时也间接影响微小单元体质量的计算精度,因此,提高精密进给系统精度是优化基于虚拟切片无损测量装置的关键问题。通过对该装置精密进给系统的误差分析及误差补偿研究,实现精密进给系统误差均值从±0.008mm到±0.0056mm的优化,验证测量点中误差补偿成功率91.5%。验证结果证明误差补偿效果明显且稳定。     

基于交叉变异PSO算法的形貌测量系统误差补偿

触针表面形貌测量系统具有高精度、高分辨率、稳定可靠和动态特性好等优点,在生产和科研中发挥着重要作用。但其杠杆结构造成的非线性误差,在大量程测量时会显著增大误差,影响测量精度。本文基于粒子自身的亲和力和浓度选择交叉变异提出一种新型粒子群算法,显著提高了粒子群算法的迭代速度和收敛精度。基于此粒子群算法可实现对触针表面形貌测量系统的非线性误差补偿,有效避免局部收敛,提高了补偿精度。经实验验证,通过高精度标准球冠进行标定测量,补偿误差在±0.5μm以内。     

单轴旋转惯导系统载体航向隔离方法研究

有规律地旋转惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)可将惯性器件的慢变误差在导航系中调制成周期性变化的信号,通过积分运算抑制器件该类误差,有效提高惯性导航系统长时间导航精度。基于IMU的测量误差模型,分析了旋转调制技术(rotation modulation technique,RMT)的基本原理和载体航向运动对旋转调制效果的影响。针对载体航向运动降低旋转调制补偿效果这一问题,提出了一种基于载体姿态解算驱动IMU转台的方法,并对该方法进行了理论分析和数学仿真。理论分析和仿真结果表明:该方法可以有效抑制载体航向运动对旋转调制效果的影响。     

面向激光追踪测量系统的空气折射率补偿方法研究

针对激光追踪测量系统中由空气折射率变化引起的波长变化问题,对适用于激光追踪测量系统的空气折射率方法进行了研究,提出了一种基于经验公式的空气折射率补偿系统。利用该补偿系统的硬件电路,对环境参数进行了采集,并通过UART协议对数据进行了传输;编写了面向激光追踪测量系统的空气折射率补偿软件,实现了对空气折射率的测量和补偿;使用迈克尔逊干涉仪测量了空气折射率,并与本系统测量结果进行了对比,同时对该系统进行了不确定度分析。研究结果表明:空气折射率补偿系统可以实现对空气折射率的实时测量、显示和补偿,克服了使用空气折射率计直接测量存在的装置复杂、不易操作的缺点,以及双色干涉法需要重新搭建光路的缺点,更适用于解决激光追踪测量系统的空气折射率补偿问题。     

光栅纳米测量中的实时动态误差修正方法研究

本文首次提出了光栅纳米测量中莫尔条纹信号的参数连续性概念和一种以之为依据的新的实时动态误差修正方法,并进行了实验验证.它根据信号的实时特征参数及其变化规律工作,不仅能够修正系统误差,而且能够修正部分随机误差.应用本方法可极大地改善细分误差在全量程上的一致性,为通过后续的系统误差补偿实现光栅纳米测量打下良好基础.     

航空发动机空气流量测量与计算方法研究

空气流量是航空发动机重要的控制参数,利用进气道测量耙获得发动机空气流量是目前国内外常用的方法之一.本文首先对进气道测量耙系统进行了分析和研究,建立了发动机空气流量与附面层位移厚度的数学模型及空气流量的误差数学模型;然后对空气流量测量误差的主要来源进行了分析研究;最后,在某型发动机的飞行试验中运用了本文的测量与计算方法.试验结果表明:本文提出的航空发动机空气流量测量与计算方法能较准确地获得空气流量值,具有很好的工程应用前景.     

片层体积无损测量装置体积测量系统研究

研究了在基于片层体积测量的三维无损测量装置中,体积测量系统的总体设计、各零部件的选型和设计、以及体积测量系统的误差分析和补偿。根据体积测量系统功能需求,设计高精度溢出容器的溢出口、溢出管角度。同时经过理论分析可得被测物体的周长与片层体积测量误差呈线性关系,通过实验建立体积测量系统输入端与输出端之间的联系,并通过测量的实验数据拟合出体积测量系统总误差补偿公式,实现被测物体在体积测量系统中的分层误差补偿,经过误差补偿的片层误差均值由0.0842cm3优化到0.0071cm3,误差补偿效果明显。     

线结构光测头的误差补偿

提出了一种线结构光测头误差检测和补偿方法。通过对线结构光测头测量精度的误差来源进行系统分析,确定测量过程中光平面倾斜和光条宽度的变化是产生测量误差的主要因素。提出了倾斜误差的检测方法并设计了检测装置,利用改进的BP神经网络模型实现了倾斜误差的补偿。实验证明,该方法能在很大程度上提高线结构光测头测量数据的精度,补偿后的误差接近光平面倾斜角度为零时的误差。     

渐开线测量蜗杆误差补偿原理的研究

齿轮整体误差测量的实质是在测量蜗杆与被测齿轮单面啮合的基础上,对齿轮转角变异进行检测而获取误差信息。测量蜗杆的误差成为影响齿轮整体误差测量精度的关键因素。提出在测量蜗杆制造精度一定的前提下,对其误差进行补偿,成为解决问题的关键。以圆矢量函数为工具,推出了误差条件下的渐开螺旋面方程,并以啮合线为媒介,建立了测量蜗杆误差补偿的数学模型。     

电阻应变式传感器在应用中的误差补偿

介绍电阻应变式传感器在应用中由于环境温度等因素的影响,会产生各种误差。传感器在实际测量中采用温度补偿、非线性误差补偿、智能压力传感器补偿的方法来提高测量精度,保证测量的准确性。     

晶圆对心转台亚微米级径跳误差补偿方法

为了消除转台径跳误差对晶圆预对准台重复性定位精度的影响,提出径跳误差的在线检测与补偿方法。转台上方并与之一起旋转的心轴作为转台径跳的检测元件,电涡流传感器测量心轴径向距离,其测量值由固定误差和径跳误差组成,借助集合平均法或者转台径跳特性,离线求解固定误差,据此在线工作时从电涡流传感器数据中分离出径跳误差。利用该误差对激光位移传感器检测的晶圆边缘数据进行径跳误差补偿,分析误差特性,据此简化补偿算法。试验证明,径跳误差补偿方法的使用提高了系统的预对准精度,并最终使系统达到了微米级的定位精度要求。     

基于椭球拟合的三轴磁传感器快速标定补偿方法

考虑到现有多轴磁传感器的标定补偿方法中普遍存在操作时间长、计算量较大、标定设备要求高、场地要求面积大等问题,提出一种基于椭球拟合的三轴磁传感器误差标定补偿方法。首先,分析传感器误差产生机理,并在此基础上,建立传感器误差模型,推导出各误差系数的计算公式,并利用椭球拟合的方法对三轴磁传感器进行测试标定与误差补偿。实验结果表明,该方法能够正确、有效地标定补偿三轴磁传感器的不正交误差、灵敏度误差以及零偏误差,具有操作简捷、省时、精度高等特点。     

机床加工误差补偿信号的实时测量系统

机床加工误差补偿是提高加工精度的重要途径.正确测量机床主轴误差运动是实现加工误差补偿的前提.然而,这一测试问题一直未得到很好解决.本文提出的用差动传感器直接相对主轴表面测量的系统比较简单,容易实现,且为实时测量.该方法已用于车削加工误差实时补偿系统之中,取得了较好的效果.     

Thermal Error Measurement and Real Time Compensation System for the CNC Machine Tools Incorporating the Spindle Thermal Error and the Feed Axis Thermal Error

Thermally induced errors have been significant factors affecting machine tool accuracy. In this paper, the thermal spindle error and thermal feed axis error have been considered, and a measurement/compensation system for thermal error is introduced. Several modelling techniques for thermal errors are also implemented for the thermal error prediction; i.e. multiple linear regression, neural network, and the system identification methods, etc. The performances of the thermal error modelling techniques are evaluated and compared, showing that the system identification method is the optimum model having the least deviation. The thermal error model for the feed axis is composed of geometric terms and thermal terms. The volumetric errors are calculated, combining the spindle thermal error and feed axis thermal error. In order to compensate for the thermal error in real-time, the coordinates of the CNC controller are modified in the PMC program. After real-time compensation, the machine tool accuracy improved about 4–5 times. ID="A1" Correspondence and offprint requests to: Dr H. J. Pahk, School of Mechanical and Aerospace Engineering, Seoul National University, San 56–1, Shinlim-Dong, Kwanak-Ku, Seoul 151–742, Korea. E-mail: hjpahk@plaza.snu.ac.kr     

弧齿锥齿轮机床调整误差分析与补偿方法的研究

评述了弧齿锥齿轮机床调整误差的分析方法,建立了机床调整误差补偿的数学模型。通过算例分析结果表明,建立的数学模型合理,具有较好的理论和实用价值。     

电容式油量表传感器测试误差修正

在介绍电容式油量表传感器的测试方法的基础上,着重分析了对测试结果产生较大影响的温度误差,换油误差修正方法,并以具体电路作了说明。