基于PZT的非球面能动抛光盘定位误差分析

摘要：变形抛光盘能够改变面型以用于非球面镜加工。基于PZT压电陶瓷驱动器的非球面能动抛光磨盘,能够在PZT驱动器的作用下改变面型,为中小口径非球面镜加工提供了一种新的工具。非球面能动抛光磨盘在相对非球面工件移动时,根据位置,计算出每个PZT驱动器的变形量。因此定位误差会引起压电陶瓷驱动器的变形误差,从而造成输出的非球面面型误差。本文对定位误差进行了理论分析和计算,根据计算结果,定位误差应该限制在±0.5mm。     

非球面精密数控研抛中研抛力的控制

提出了一种基于磁流变力矩伺服装置(MRT)的研抛力控制方法来控制非球面数控研抛系统中的研抛力以实现恒压力研抛.研究了该方法的原理、模型、影响因素并研发了相应的实验研究系统.阐述了基于磁流变力矩伺服装置的研抛力控制原理;应用Preston方程分析了恒压力控制的重要性并基于Hertz理论建立了研抛压力模型,进而建立了研抛力...     

非球面柔顺研抛的边缘效应机理研究

在整个非球面柔顺研抛的过程中,如果运动速度、进给速度和外加压力都不发生变化,非球面边缘区域的研抛进给路径是其他区域的一半,所以理论上边缘区域去除量应该更少,但实验结果正好相反。针对该边缘效益,从研抛过程的基础动力学状态转换过程入手,重新研究了柔顺研抛的工艺过程,发现在边缘区域虽然加工时间以线性方式减少一半,但接触压力以二阶幂指数方式由原值递增至无穷大,决定去除效率的因素中,接触压力比加工时间更占主导,所以边缘区域实际去除量会更多。     

Ф50mm石英非球面零件批量化生产数控研抛技术的应用研究

非球面光学元件的加工技术在近些年有了一定的发展,如计算机数控单点金刚石车削技术、光学玻璃透镜模压成型技术、光学塑料成型技术、计算机数控研磨和抛光技术、环氧树脂复制技术、电铸成型技术以及传统的研磨抛光技术等。目前,世界先进国家均开展了光学非球面的数控铣磨和抛光技术的研究,如美国的Rochester大学和以德国Satisloh、Optotech、LOH公司等为代表,利用计算机自动控制技术,实现非球面元件的快速精密铣磨成型,并且能够保证光学零件具有较高的面形精度。国内的凤凰、中光学、舜宇等企业均已将发展非球面镜技术和产品作为企业发展和新产品开发的重要方向。     

基于RBF神经网络的主轴热变形实时测量与研究

运用RBF神经网络理论建立机床主轴热误差数学模型,首次采用API主轴测量系统对150MD24Y16型电主轴进行了热变形实时测量.实验结果表明,所测主轴热变形沿Z轴方向最大,在主轴转速1 000 r/min的条件下,约为43 μm,并依据国际标准对主轴进行了24 h测量,为后期有限元分析和实时补偿提供了实测数据和经验保障.     

工业机器人谐波减速器迟滞特性的神经网络建模

谐波减速器中柔性环节与传动的非线性摩擦,导致谐波传动出现了不可避免地影响传动精度的复杂迟滞特性,为了描述谐波减速器的迟滞特性,本文构建了一个结构简洁的神经网络迟滞混合模型。该模型由类迟滞特性预处理环节和动态RBF神经网络两部分组成:对输入信号进行类迟滞预处理,处理后的信号与输入信号之间具有类迟滞特性;充分利用动态RBF神经网络实现类迟滞到谐波减速器迟滞特性的高精度映射。根据本文搭建的实验平台,在不同实验条件下获得的数据进行建模验证,在不同频率输入信号、不同负载,实现相同建模精度下,神经网络迟滞混合模型的验证精度为0.449 6(MSE),远高于经典RBF神经网络模型的3.032 1(MSE)精度,证明了所构造的神经网络迟滞混合模型的有效性和适应性。     

基于RBF神经网络的门式起重机故障诊断系统的研究

门式起重机是港口码头、铁路集散中心常见的大型吊装设备,为了避免其发生故障影响工程作业的效率和进度,有必要对门机进行实时监控并对其发生的故障进行诊断和预测.探讨了基于径向基函数（RBF）神经网络的门机故障诊断系统,针对门机的几种常见故障进行诊断,结果表明该方法切实可行.     

基于小波神经网络的滚动轴承故障诊断

根据滚动轴承振动信号的频域变化特征,利用小波分析对其建立频域特征向量,准确地提取了故障的特征信息,结合RBF神经网络训练速度快的优点,将RBF神经网络应用于轴承故障特征的选择,并利用所确定的特征及RBF分类器进行故障诊断。实验结果表明,该方法可实现滚动轴承故障的可靠诊断。     

基于RBF神经网络的齿轮箱故障诊断

阐述径向基函数(radial base function,RBF)神经网络的基本原理和算法,将其应用于齿轮箱故障诊断与识别,建立齿轮箱的BRF故障诊断模型,并与BP(back propagation)神经网络、学习率自适应BP神经网络进行对比分析研究。结果表明,RBF神经网络性能优于BP神经网络,具有较快的训练速度、较强的非线性映射能力和精度较高的故障识别能力,非常适用于齿轮箱的状态监测和故障诊断。但在具体应用中应当注意,RBF网络的训练样本必须含有一定的噪声,以提高网络的容噪性能;各类故障的训练样本数不能太少,否则RBF网络的故障分类能力很差。     

基于径向基神经网络的刀具材料与形式的多层次多目标优选技术

根据人工神经网络具有自学习、自组织功能及处理系统内在的难以解析表达的规律性的特点,提出了综合优选的神经网络构成原理与实现途径,从而为刀具材料与形式的选择这样一个多层次、多目标综合优选的问题提供一种简便、有效的途径。     

基于RBF神经网络的认知无线电频谱的联合检测

认知无线电是解决当前频谱短缺问题的重要手段之一。在不干扰授权用户的情况下,非授权用户感知到授权用户未使用的频段,快速接入频谱,实现通信。一旦检测到授权用户出现时,非授权用户要立即退出正在使用的频段。本文充分利用径向基神经网络的优点,中心节点处放置一个径向基神经网络的模块,决定授权用户是否存在。这种方法可以提高认知无线电网络里感知的性能。     

基于径向基函数神经网络的压电式六维力传感器解耦算法

针对四点支撑结构的压电式六维力传感器线性度差,维间耦合严重的问题,提出了基于径向基函数(RBF)神经网络的解耦算法。分析了耦合产生的主要原因,建立了RBF神经网络模型。通过对六维力传感器进行标定实验获取解耦所需的实验数据,并对实验数据进行处理。然后采用RBF神经网络优化传感器输出系统的多维非线性解耦算法,解耦出传感器的输入输出映射关系,得到解耦后的传感器输出数据。对传感器解耦后的数据分析表明:采用RBF神经网络的解耦算法得到的最大Ⅰ类误差和Ⅱ类误差分别为1.29%、1.56%。结果显示:采用RBF神经网络的解耦算法,能够更加有效地减小传感器的Ⅰ类误差和Ⅱ类误差,满足了传感器两类误差指标均低于2%的要求。该算法有效地提高了传感器的测量精度,基本解决了传感器解耦困难的难题,     

应用径向基函数神经网络的经纬仪跟踪误差建模

提出了一种基于径向基函数(RBF)神经网络建立光电经纬仪等效跟踪误差模型的方法来评价光电经纬仪的跟踪性能.分析了光电经纬仪存在的非线性因素,说明了采用理论建模方法难以准确描述其全部过程的原因.然后,介绍了RBF神经网络和靶标系统,基于一组靶标参数建立了RBF神经网络模型,并更换靶标参数进行模型验证.最后,对更换后的靶标参数进行重新训练建模,并改变参数周期,对模型进行了验证.实验结果表明:所建的神经网络模型精度与靶标参数有关,当动态靶标的半椎角a为21.2°,倾角b为43.8°,靶标匀速运行周期T为8.5s时,网络模型在靶标速度最大时误差也达到最大为3.18′,其它时刻均小于0.6′.当a为16.6°,b为37.5°,T为13 s时,模型最大误差为1.8′左右,在此模型下真实输出与网络模型输出的最大偏差为2.4′左右,其它时刻均小于1.2′.结果表明,采用RBF神经网络所建立的跟踪误差模型能够反应真实系统的情况,是可行实用的,且具有较高的精度和泛化能力.     

基于径向基函数网络的图像三维恢复技术在雕刻加工中的应用

基于图像的三维恢复技术的目的是采用单幅图像中物体表面的明暗变化来恢复其表面各点的相对高度,从而对三维物体进行曲面恢复。提出了一种基于径向基函数网络模型进行图像三维恢复的新方法,建立了径向基函数的网络模型,并构造出一个曲面公式, 其中输出对两个输入变量的偏导数满足反射函数方程,反射函数方程中的灰度值已知,利用反射函数与灰度值之间的误差作为约束条件调节网络权因子、径向基函数中心和宽度,使得构造的曲面中每一点都满足反射函数方程,从而拟合整个曲面。该方法无需光滑约束和积分约束条件,求出的解是一个连续解。通过不同方法对合成图像圆球和花瓶的实验表明,该算法恢复的曲面的高度点最大误差精度提高1倍到4倍,平均误差精度提高5倍到20倍,恢复的曲面具有良好的连续性和光滑性,它不仅可以恢复图像中各网络点的高度,而且可自动内插网络点之间任意点,适合于任意反射模型图像的曲面反求,恢复出的曲面便于进行后置处理生成刀具路径,并进行雕刻加工。     

神经网络分数阶PI~μD~λ在压电叠堆控制中的应用

为了克服压电叠堆的迟滞特性,实现压电叠堆的精确控制,建立了压电叠堆控制系统,研究了该系统所用到的神经网络、分数阶微积分等算法。首先,搭建了采集压电叠堆位移数据的硬件系统,并对含有噪声的位移数据进行了滤波处理;利用径向基函数(RBF)神经网络对压电叠堆建模,得到了模型参数。然后,利用RBF神经网络建模得到的Jacobain信息来整定分数阶PI~μD~λ控制器中的参数对压电叠堆进行控制。最后,与RBF整数阶PID对压电叠堆的控制效果进行了对比。结果显示:RBF建模误差仅为位移实测数据的0.22%,RBF神经网络分数阶PIμDλ控制系统输出稳定,很好地跟随了给定。得到的结果表明RBF神经网络分数阶PI~μD~λ控制器控制性能良好,在压电叠堆的控制中比RBF整数阶PID控制器表现得更加稳定、精确。     

神经网络辅助卡尔曼滤波在组合导航中的应用

为使基于微机电系统的捷联惯性导航/全球定位(MEMS-SINS/GPS)组合导航系统在GPS接收机无法正常工作时,仍能提供满足精度要求的导航信息,提出了径向基函数神经网络(RBFNN)辅助自适应卡尔曼滤波(AKF)的信息融合方法。首先,基于该方法设计了由神经网络训练与预测两种模式构成的组合导航系统。在GPS可用时,对RBFNN进行在线训练;在GPS失锁时,由RBFNN预测AKF更新过程的量测输入。然后,建立了RBFNN与AKF的数学模型,并设计了RBFNN的训练策略与AKF的自适应算法。最后,通过跑车实验验证了该信息融合方法的有效性。实验结果表明,在GPS断开时间为40s和100s时,系统的位置精度分别优于15m和90m。该信息融合方法能在GPS失锁时对导航误差发散进行有效阻尼,是适用于小型无人机、制导炸弹与车辆的一种低成本、高鲁棒性、中等精度的导航方案。     

基于改进径向基函数神经网络的激光陀螺温度补偿

传统的径向基神经网络(RBFNN)在激光陀螺零偏的温度补偿过程中会由于随机选取中心不合适而导致算法效率降低和数值病态,故本文提出了一种基于Kohonen网络和正交最小二乘(OLS)算法的RBFNN温度补偿方法。介绍了该方法的原理及建模步骤,设计了常温和变温环境下激光陀螺的数据采集试验及其温度补偿试验。由于结合了Kohonen网络的模式分类能力和OLS的优化选择能力,该方法可以快速、准确地辨识出受温度影响的激光陀螺零偏。利用逐步回归法、RBFNN法及其改进方法对多种温变环境影响的激光陀螺零偏进行了辨识与补偿试验,试验结果表明,在常温环境下,三者的辨识能力相当;随着温变速率的上升,改进RBFNN法不仅节省了时间,其补偿后的零偏也均小于5×10-4(°)/h(1σ),提高精度均能达86%以上。得到的结果表明改进RBFNN法提高了辨识精度且稳定、有效,适用于多种温度变化环境下激光陀螺零偏的温度补偿。     

三角剖分以及径向基函数神经网络在星图识别中的应用

根据经典径向基函数(RBF)神经网络的优势,结合星图模式样本集的特点,设计了一种适合星图模式样本的网络训练算法.从提取星图模式入手,引入三角剖分理论,将可能出现在同一视场内的恒星以三角形的形式连接起来,提取连接的角距作为星图模式,建立了具有完备性、平移旋转不变性的星图模式样本集.然后,利用RBF神经网络做星图识别,研究顺序训练方法和批量训练方法,总结多种经典算法的优缺点,并设计了一种训练方法.通过实验证明了该种方法较其他经典算法更为适合学习星图模式样本.最后,给出RBF神经网络相关的训练数据,并通过模拟星图软件获得若干模拟星图作为观测样本,利用已经训练好的神经网络进行识别.试验结果表明,测试网络能够正确识别这些星图.