微小颗粒对刀具测量精度的影响及误差消除研究

为了消除微小颗粒对刀具测量精度的影响,提出一种基于机器视觉的通过设定阈值和方向选定消除微小颗粒的方法。首先,对刀具进行亚像素边缘提取,通过设定阈值确定刀具边缘,利用刀具边缘和微小颗粒边缘法线方向的不同,找出微小颗粒边缘并对其快速有效的消除。最后,在测量系统上对该方法进行验证。实验结果表明,经过消除微小颗粒后的刀具测量精度达到±0.02 mm,且单次测量平均运行时间为100.76 ms,该方法能快速有效地消除微小颗粒对刀具测量的影响,提高刀具的测量精度,能够满足刀具测量高精度的要求。     

射线检测图像的自适应多尺度积阈值降噪算法

针对射线检测图像的高噪声、低对比度、图像模糊等特点,提出了一种射线图像的自适应多尺度积阈值降噪算法,解决了常用射线检测图像降噪算法存在的降噪效果差、图像模糊、缺陷边缘和细节丢失等问题。该算法利用噪声估计、多尺度、积阈值、小波等方法对射线检测图像进行降噪处理,获得了高质量的降噪图像。以实际的工业焊缝射线检测图像为例,将所提算法与常用的小波降噪、中值滤波、维纳滤波、小波中值等算法进行降噪对比研究。试验结果表明,所提算法不仅具有优异的降噪性能,而且能够较好地保留缺陷图像边缘、细节等重要特征。     

数字全息相位解包裹方法的适用性分析

相位解包裹是数字全息测量中必不可少的一环,为了更好地应用数字全息测量技术,对常用的三种相位解包裹方法(基于离散余弦变换(DCT法)、四次快速傅里叶变换(4-FFT法)以及两次快速傅里叶变换(2-FFT法)的相位解包裹方法)的适用性进行分析和验证.首先从理论上,分别以三种方法成立的前提为依据,推导得出了三种方法基本公式各自成立的范围和精度,并指出这三种解包裹方法均不适用于解相位跳变大于π的包裹相位.通过peaks函数仿真模拟真实相位,进行包裹和解包裹运算.实验结果证明了当相位跳变小于π时,上述三种相位解包裹方法均适用,其中DCT法和4-FFT法精度较高, DCT法仅存在一个常数相位误差, 4-FFT法的均方差为1.3×10~(-16)rad, 2-FFT法的均方差为2.494 rad.反之,当相位跳变大于π时,上述三种方法均不适用,解包裹失败.总之,三种常用的解包裹方法中, DCT法可靠性更高,精度更高.该分析结果将为数字全息技术中相位解包裹技术发展提供理论支撑.     

基于自适应观测器的四旋翼无人飞行器传感器故障诊断方法

针对四旋翼无人飞行器传感器故障诊断问题,提出一种用于四旋翼无人飞行器加速度计和陀螺仪故障同时发生的故障检测与隔离以及故障偏差值估计的非线性诊断方法.首先,在建立飞行器动力学模型和传感器模型的基础上,构建四旋翼无人飞行器传感器故障检测与诊断系统.其次,利用故障观测器完成传感器故障的检测与隔离,基于Laypunov方法设计非线性自适应观测器对未知故障偏差值进行估计.最后,在传感器测量噪声存在的情况下,证明自适应律的稳定性和参数收敛性.实验结果表明,该方法能有效进行传感器的故障检测与隔离,实现对传感器故障偏差的估计与跟踪.     

基于STM32的拉力测量方法及误差补偿方法研究

架空电缆安装施工过程中,塔架物品提升使用的钢丝绳的拉力监测对施工安全性有着重要意义。由此设计了一种基于三点弯曲法原理的拉力检测装置。该装置内单片机系统将压力传感器获得的信号放大接入计算机,转化为电信号输出,以实现监测。但该方法必然存在非线性因素的干扰,通过实验标定与误差补偿,该装置误差可控制到2%以内;实际使用中发现环境温度引起的测量误差不可忽略,为此通过温度标定试验进行温度补偿。实际工程数据结果表明,其测量误差能够满足工程需求。     

预放大数字全息系统记录距离的设计

在数字全息显微术中,为了获得非重叠、高质量再现像,需要设置合理的记录距离。本文结合再现条件与记录条件进行较全面地分析设计,即在考虑采样定理、频谱分离条件之外,还研究了光学传递函数离散条件和再现像与放大像之间的尺寸关系,进而更精确地得到了预放大数字全息系统记录距离的设置方法。以USAF1951分辨率板为样本,分别以记录距离为50.50,134.20和140.30mm进行实验,结果表明,当记录距离不考虑放大像与再现像之间尺寸关系时,利用菲涅尔衍射法获得的再现像模糊;当记录距离考虑光学传递函数离散条件时,利用卷积法再现能获得清晰再现像;当记录距离同时满足再现条件和记录条件时,数值再现能获得高质量的再现像,且能分辨分辨率板的7.6组条纹,即横向分辨力达到2.19μm,进一步论证了所提需要考虑再现像与放大像之间的尺寸关系和光学传递函数离散条件来设计记录距离的方法更精确。通过理论推导和实验验证了所提的设计记录距离的方法较全面、给出的记录距离范围较合理,为数字全息显微术获得高质量的再现像提供了保障。     

基于Bezier拟合的射线检测焊缝缺陷指数和峰谷指数的计算

为了进一步论证Bezier拟合对射线检测中焊缝缺陷指数(DI)和峰谷指数(PVI)的重要性和影响特性,系统地分析了Bezier拟合的特点和作用、DI和PVI的定义及计算方法等,以实际的工业焊缝射线检测图像为例,开展了在不同方法下的拟合对比试验和不同缺陷下的DI和PVI计算对比试验。试验结果表明,采用Bezier拟合方法不仅可巧妙地滤除射线检测图像的噪声和局部波动,而且可准确地反映缺陷引起的局部畸变,使DI和PVI的计算更精准。     

基于归一化8点算法的相机径向畸变中心校正方法

针对相机径向畸变中心定位误差的问题,提出一种方法对相机径向畸变中心校正,以实现相机径向畸变中心高精度定位。首先介绍了针孔相机和镜头畸变结合模型,其次提出了基于归一化8点算法和最小二乘法的相机径向畸变中心校正方法,得到校正精度为0.2915个像素(32.2562μm),最后通过实验验证了该校正方法的可行性。     

大型风力发电机组柔体叶轮动力学分析

选取叶轮系统为研究对象,通过ANSYS分析获得关键部件的模态中性文件(MNF);在ADAMS中建立叶轮多柔体分析模型,经过对叶轮模型风载荷的分析、简化、加载、动力学仿真分析等,获得各种更真实、更准确的柔体叶轮的动力学参数,为后续大型风力发电机组关键部件的设计、分析、优化提供可靠的载荷依据,从而探索了一种对大型风力发电机组进行多柔体动力学分析研究的新思路,进而设计出高性能的大型风力发电机组。     

剪羊毛机摆杆精密铸造浇铸方案的数值模拟与优化研究

利用ProCAST模拟软件对剪羊毛机摆杆熔模精密铸造的多种浇注工艺方案进行数值模拟,通过对精密铸造过程中流场和温度场的深入分析,预测出铸件可能产生的缩松缩孔缺陷及存在位置,经过对不同浇注系统设计方案的数值模拟,最终优化出更合理的方案,在很大程度上降低了缩松缩孔缺陷的产生.