基于立体视觉的旋翼共锥度动态测量系统精度分析

为了提高基于立体视觉的直升机旋翼共锥度动态测量系统的精度和可操作性,全面分析了其测量误差。首先,介绍了测量系统模型及误差来源;其次,分析了双目立体视觉静态三维测量的误差;再次,针对旋翼共锥度的多目标动态测量特点,分析了系统安装误差对共锥度解算精度的影响;最后,利用原理样机进行了6 058次静态测量重复实验,通过统计分析可知静态测量误差小于1.4 mm。对动态测量误差进行了仿真实验分析,给出了各参数对精度影响的量化结果,为实际共锥度测量的误差控制提供了理论依据。在标记点安装精度小于10 mm的情况下,动态测量误差小于3.5 mm,合成产生的总测量误差小于4.9 mm,能满足旋翼共锥度动态测量精度要求。     

基于代数神经网络信息融合的侧向定位的实验研究

为提高移动机器人的工位定位精度,通过实验分析了超声波传感器的测量距离d和入射角α对测量精度的影响.基于代数神经网络能实现样本空间的精确映射并具有较好非线性逼近能力,设计了一种移动机器人侧向定位融合模型.经实验比较,该定位融合模型具有较高的精度,使得位置误差小于0.9957mm,角度误差小于0.2966°.将该定位融合模型应用于自主研发的移动机器人的定位实验中,定位位置精度可达到±2.5mm,姿态角精度可达到±0.42°,满足定位要求.     

基于PLC的定长切割控制系统的误差研究

在金属板材、塑料、玻璃等的生产过程中,需要对生产出的纵向运动的板材进行在线横向切割,并且切割是精确定长的,这就要求在对运动板材测量的同时对其进行快速准确的切割。本文描述了定长切割原理,分析了对软管定长切割时产生误差的主要原因,针对产生的误差提出了合理的改进方案,使系统切割精度得到了进一步提高。     

四极质量分析器装配工艺研究

四极杆质谱计是目前最成熟、应用最广泛的小型质谱计之一。四极杆质量分析器是四极式质谱仪的核心部件,使离子在四极场中受到强聚焦作用而向分析器的中心轴聚焦。四极质量分析器零件主要精度误差都要求小于0.002mm,且组件平行度、位置度误差要求均小于0.004mm,传统装配方法已经很难满足精度要求。提出了一种基于手工修研的装配方法,利用该方法装配了一套150型四极质量分析器,最高装配内切圆精度误差小于0.0015mm。     

非接触式钢轨三维轮廓参数检测系统研究

目前国内钢轨检测行业以接触式测量为主,其测量精度低,智能化水平不高,本文设计了能够满足铁路行业标准的检测系统。硬件部分由激光轮廓仪采集钢轨信息。软件部分通过角度法、距离法等高效的几何算法检测出扭曲度、平直度等钢轨信息。经实验验证,本装置测得钢轨水平平直度误差小于0.4 mm,垂直平直度误差小于0.6 mm,扭曲度误差小于0.45 mm,符合国家标准要求。     

基于PWM高速开关阀的温室气动开窗系统模糊控制研究

为研制一种快捷、准确、低成本的温室智能气动开窗控制系统,该文对自行设计的气动天窗机构进行运动分析,建立天窗运动控制的数学模型,应用脉宽调制方式和模糊控制技术,对基于高速开关阀的电气动天窗位置控制系统进行了仿真和试验研究。结果表明:系统对位移为300 mm的阶跃信号响应时间为150 ms,超调较小,不存在稳态误差,具有很强的鲁棒性;经反复试验,本系统PWM周期选取80 ms;运行实验表明系统基本误差小于3 mm,能够满足温室温度控制精度要求;通过改变天窗机构运动方程,系统可用于其他连栋塑料温室和玻璃温室气动天窗位置控制。     

基于结构光测量系统的误差传递分析

结构光系统作为视觉测量中常见的技术之一,其测量精度直接影响了该系统的应用范围。针对交比不变原理的结构光光平面标定方法,利用误差分析理论和矩阵扰动原理分别从系统的测量误差和光平面标定误差进行分析,提出了结构光测量系统的误差传递模型。并给出了一个特例情况下的精度要求,即满足在1000mm的测量距离上获得±0.5mm的测量精度情况下,各标定参数所需要满足的精度要求,以及标定样本提取的精度要求。通过实测实验结果验证了误差分析的有效性。该误差分析为提高结构光系统的测量精度提供了理论依据。     

切割机主轴的车床组合加工技术

主轴系统的组成WQ-502A自动外圆切割机的主轴系统是保证切割质量，消除崩边、碎裂的重要部件。该部件制造装配精度要求很高，核心零件——刀杆在使用时径跳误差要求小于0．008mm，因此设计师设计了一种定心精度高而且更换刀片极为方便、经多次拆装其定心精度不易改变的系统结构。该系统主要由左右转轴和刀杆组成(见图1)，因此严格保证转轴1和转轴2的内     

基于双PID的膜材双轴加载系统研究

针对膜材双轴拉伸试验的需求,设计了一种膜材双轴电液比例加载系统。提出了基于力反馈及位置反馈的双PID控制策略,搭建了基于AMESim和Simulink的加载系统及控制策略联合仿真模型。在此基础上,利用Visual Studio编写控制程序并制作试验样机进行现场试验。试验结果表明,该系统的力跟踪误差小于±20N,膜材试件中心偏移小于±0.4mm,满足膜材双轴拉伸试验的加载要求。     

一种车身高度传感器信号检测电路的设计与分析

为了对车身高度进行精确检测,并满足客车的各种工况要求,设计了一种高度信号检测电路.该检测电路通过检测电感传感器充电时间的长短,从而间接荻取车辆的高度信号.同时,为了检测环境温度对测量电路的影响,在不同的温度环境下进行了试验.试验结果表明:在28℃条件下,该检测电路的误差小于0.3 mm,而在温度上升至60℃的过程中,测量值与实际值之间的误差仍小于1.5 mm,满足了对车身高度测量的精度要求.     

全自动视觉锡膏印刷机精密对准研究

为了满足0201甚至更小尺寸元件的贴装要求,对锡膏印刷机的视觉对准系统进行研究.基于全自动锡膏印刷机纠偏系统的结构特性,建立纠偏系统的数学模型和纠偏量的误差模型,分析了各重要尺寸对纠偏精度的影响并计算出重要尺寸的容许误差.实验结果表明,在误差要求范围内,纠偏系统的重复定位精度稳定在±7μm.满足了目前高密度、小尺寸元器件组装的精度要求.     

隧道轮廓激光雷达点云线特征共面约束标定方法

地铁隧道断面轮廓参数测量过程中,需要对高速激光雷达点云进行高精度系统标定。特别是大场景隧道环境,对标定模板要求高,标定过程复杂,检测精度影响大。针对此问题,本论文提出了一种新颖的适用于地铁隧道轮廓点云的标定方法,并基于双激光雷达测量系统,进行了算法研究。本方法设计了专用的手推行便携式标定系统,利用由点云数据提取的标定板线特征,建立目标函数,通过混合了遗传算法和Levenberg-Marquardt算法的非线性优化方法,寻找全局最优解从而实现对激光雷达的标定。实验结果表明：本方法对于两侧钢轨顶轨的标定误差在±1.5 mm以内;静态测量精度X误差在±1 mm内、Y误差在±4 mm内;当采集系统以5 km/h的速度进行数据采集时,动态测量精度X误差在±4 mm内、Y误差在±6 mm内。本方法能够实现激光雷达的高精度标定,算法鲁棒性强,具有易操作、环境适应性强的特点。     

基于光栅尺位移传感器的液晶玻璃基板在线厚度测量系统设计

针对原使用的激光三角法玻璃测厚系统的缺陷,分析了目前主流的各类测厚方法后,设计了一种新型的玻璃基板在线测厚系统,该系统采用一对光栅尺式位移传感器,增加外部触发采样功能,提高了采样间隔的精度,并利用SQL Server和C++Builder开发了上位控制软件,具有数据和曲线存储显示功能。该系统经实践测试,能够在30秒内完成300个采样点的测量,测量精度达±0.002mm,能够消除玻璃基板的翘曲和晃动的影响。完全满足了目前液晶玻璃基板生产的品质保证要求。     

远距离三维坐标测量中双目视觉系统结构参数的优化

针对双目视觉系统对远距离大视场复杂地形环境下目标点三维坐标的测量,研究了优化系统结构,提高双目视觉系统坐标测量精度的方法。分析了系统结构参数对测量精度的影响,通过在监测区域内设置靶标对系统进行标定。测量时,将获取的目标点图像信息代入测量模型进行解算,从而获得目标点的空间三维坐标。仿真分析了系统结构参数中调平传感器精度以及系统布局方式对三维坐标测量精度的影响,得出了其误差影响趋势。在此基础上,提出系统调平传感器精度为±0.1°的要求以及系统合理的布局方式,为构建双目视觉测量系统的布局提供参考。对直径200m的区域进行了监测,结果显示目标点的相对定位误差均小于0.33%,满足系统的精度指标要求,同时使得系统现场架设更加方便快捷,避免了盲目性。     

反射率远场测试系统研究

搭建了基于矢量网络分析仪的反射率远场测试系统测量雷达吸波材料反射率。利用180 mm×180 mm×5 mm铝板作为标准体,检测了系统的性能指标;利用大头针测试了系统的位置精度;测试了高度300 mm的泡沫实心角锥吸波材料的反射率。实验结果表明,该反射率远场测试系统的幅度精度在1 d B内,位置误差优于5 mm,对反射率测试结果误差小于1 d B,系统测试精度小于2%。     

硬质合金刀轮孔对平面垂直度的检测

硬质合金刀轮是常用的玻璃切割刀具 ,其质量直接影响玻璃切裁质量 ,因此对其加工精度要求较高 ,除要求保证尺寸误差及表面粗糙度外 ,还需控制形位误差。刀轮孔的尺寸误差、轮的厚度误差和表面粗糙度等可采用普通计量仪器检测 ,而刀轮形位误差则无法直接用仪器检测。图 1为硬质合金刀轮切割玻璃示意图。影响刀轮垂直切割玻璃的要素主图 1要有孔的尺寸误差、轮的厚度误差、孔与轴的配合误差、孔的中心线不直度、孔对平面的垂直度等。下面介绍我厂采用的孔对平面垂直度检测方法。刀轮孔的中心线在给定的一个方向、两个方向和任意方向上对端面的…     

高精度衍射光栅干涉式测量系统的主要误差分析与仿真

设计了一种高精度位移传感器——衍射光栅干涉仪系统。该系统利用半导体激光器作为光源,衍射光栅作为长度标准,其光学原理可以利用多普勒效应来阐述。给出当光栅存在沿X向、Y向上的位移偏差和绕X轴、Y轴和Z轴的转动误差时,引起干涉条纹质量变化和测量误差的定量关系,为测量系统在实际应用中进行误差修正提供依据。经分析可知,光栅沿X轴(光栅运动方向)、Y轴(光栅刻线方向)和Z轴的偏移几乎不会导致条纹信号变化;当光栅沿着X轴旋转时,条纹方向和间隔均发生了变化;当绕Z轴旋转时,条纹间隔没有变化但是方向发生了变化;当沿X轴和Y轴旋转后,条纹位置分别向右和向下移动。光栅沿Z轴移动误差小于0.05mm,绕X轴和Z轴旋转误差小于0.002rad,绕Y轴旋转误差小于0.005rad时,满足测量范围为1000mm时,精度为±3μm测量的要求。     

基于遗传算法与最小最大优化方法的六自由度放疗床参数辨识方法

为了对放疗床进行结构标定,以提高放疗床的定位精度,提出了一种遗传算法与最小最大优化方法相结合的参数辨识方法。根据机构的运动学逆解建立了放疗床的标定模型;结合遗传算法与最小最大优化方法的优点对放疗床的60个参数进行参数辨识,有效减小了目标函数的残差;以激光跟踪仪作为测量工具,对若干组任意位姿进行绝对定位精度实验和重复定位位置精度实验,以验证参数辨识结果。实验结果表明,经过标定后放疗床的绝对定位精度的位置误差小于0.3mm,姿态误差小于0.1°;重复定位位置精度的位置误差小于0.01mm。故所提出的参数辨识方法能够实现对放疗床的标定,且标定精度能够满足放疗床的使用要求。     

基于位置敏感探测器的六自由度精密位姿测量系统

位置敏感探测器(Position Sensitive Detector,PSD)是一种高精度的二维位移测量传感器,利用三片二维PSD的组合实现空间六自由度相对运动的位移和角度测量。测量系统主要包括三片PSD传感器(包括PSD光敏面和发光管)、低噪声的信号调理和AD采集电路,采用三片PSD正交布局方案,通过PSD光敏面的光点位置计算相对运动的位移和角度。设计了六自由度的PSD标定测试系统,用于PSD测量系统中心偏移和发光管安装误差的标定测试。测试结果表明,PSD测量系统的测量范围优于位移±10mm、角度±2.5°,标定后PSD测量系统的噪声误差为位移0.1mm、角度0.02°,测量系统的绝对位移误差小于0.5mm、角度误差小于0.14°,满足系统0.5mm和0.5°的指标要求。此外,对PSD传感器的环境适应性进行了评估。PSD测量系统具有量程宽、精度高、线性度好的优点,成功应用于天舟1号货运飞船微重力主动隔振装置的相对运动测量中。     

高速小孔切割的圆度误差测试与伺服参数优化

针对激光切割机高速切割板材小孔时出现的圆度误差,在对比多种测试方法的基础上,基于非接触式的平面正交光栅法搭建了圆度误差在线测试系统,对不同半径的小孔在不同进给速度下进行了切割轨迹的圆度误差测试。在分析导致圆度误差因素的基础上,针对反向间隙和反向尖角,调节优化了机床伺服驱动系统的控制增益和补偿参数,并在3 000mm/min的进给速度下进行了直径为5mm小孔的加工实验。实验结果显示,圆度误差减小到13.7μm,加工精度提高了24.7%,表明伺服参数优化有效改善了高速切割小孔的圆度误差。