气浮式转子动平衡机的结构设计

为了提高立式转子动平衡测量精度，采用气体静压球面支承技术使被测工件稳定悬浮，通过测量工件的微小偏移进行动平衡计算和校正。研制了测量装置、精密恒压供气系统和测控系统，探索了减少和消除干扰的措施。该系统克服了刚性支承摩擦力对测量精度的影响，具有很高的精度，实验表明，最小剩余不平衡度达0．8μm。     

曲轴在硬支承动平衡机上的试验与去重

通常的曲轴动平衡试验是在专用的“软支承”动平衡机上进行的。这类平衡机设计有平面分离解算网络,利用机械或电气的标准转子进行平面分离及标定,能显示校正面(各个平衡块)上的不平衡量大小与相位。但是,这类平衡机也有缺点,如调整标定费时、精度低、故障率高和不适宜进行初始不平衡量大的曲轴动平衡等。将硬支承动平衡机应用于曲轴试验的困难是校正面与去重面之间的换算关系不够明     

刚性转子动平衡的关键技术分析

阐述了刚性转子双面硬支承动平衡的工作原理,介绍了转子不平衡量的提取算法和数字滤波方法,分析了动平衡系统标定方法、去重校正策略及误差补偿等关键技术.     

曲轴在硬支承动平衡机上的试验与去重

通常的曲轴动平衡试验是在专用的“软支承”动平衡机上进行的。这类平衡机设计有平面分离解算网络,利用机械或电气的标准转子进行平面分离及标定,能显示校正面(各个平衡块)上的不平衡量大小与相位。但是,这类平衡机也有缺点,如调整标定费时、精度低、故障率高和不适宜进行初始不平衡量大的曲轴动平衡等。将硬支承动平衡机应用于曲轴试验的困难是校正面与去重面之间的换算关系不够明确,因而用很少的钻孔去重达到曲轴规定的动平衡精度比较困难。一股四个平衡块曲轴的外形见图1。     

风机转子动平衡一阶非线性识别与校正方法研究

在实际风机转子动平衡过程中,由于转子系统的不平衡量与振动之间存在一定的非线性,导致运用线性模型进行的动平衡测试结果存在非线性测量误差,往往需要多次启、停测量才能达到平衡精度要求。为此,考虑非线性因素的影响,阐明了不平衡量与振动响应呈非线性关系,提出了一种在单面刚性转子动平衡测试的基础上进行一阶非线性识别与校正的现场动平衡测试方法。通过实验研究,证明了利用该方法进行动平衡测试的有效性及优越性。     

变矩器部件模拟平衡转子设计研究

在液力变矩器部件的硬支承平衡工艺技术中，模拟平衡转子代替产品完成定标和补偿是常用的方法。为得到较为准确的测量结果，该文从定标和翻转补偿的原理出发分别对模拟平衡转子的质量、不平衡量、精度进行了设计研究和验证，结果表明，应用该设计成果提高了平衡测量精度和产品质量。     

一种陀螺飞轮转子的本机动平衡方法

介绍了一种对陀螺飞轮柔性支承转子进行本机动平衡的方法.通过两维摆角伺服控制系统维持转子零位的控制电流来计算高速转子不平衡质量的幅值,同时以外接绝对式光电编码器测量不平衡质量的相位,使用激光去重机实现对不平衡质量的去除.动平衡试验验证了这种方法可以实现柔性支承转子的动平衡.     

气浮立式硬支承动平衡机研究

基于气浮轴承支承技术，设计了硬支承立式双面动平衡机，建立了相应的数学模型。经过双力传感器测量系统进行数据采集和处理，得到两个分离平面上的不平衡量，通过配平使得旋转体的不平衡量有很大的减小。实验验证表明，这种动平衡测量方法是合理和有效的，整个动平衡机系统工作稳定，有较高的测量精度和配平效果。     

基于模糊控制的转子动平衡变步长寻优方法

自动寻优控制是目前被广泛研究的转子自动平衡控制方法之一,但是该方法平衡精度有限且平衡时间较长,在实际应用中存在较大局限性。基于此,针对单平面双配重的转子自动平衡装置,提出了一种基于模糊控制原理的步长计算方法,并设计了变步长寻优控制算法,进而实现变步长寻优的转子自动平衡控制方法。通过自行设计并搭建的转子实验台及测控系统进行实验验证,实验结果表明该方法较传统的自动寻优控制方法在平衡精度和平衡效率上有明显改善。     

具有误差处理功能的动平衡标定方法研究

影响系数法是目前应用比较成熟的转子动平衡标定方法,然而影响系数法是一种通过冗余数据对模型参数进行辨识的试验方法,容易受振动测试值的测量误差影响而产生较大的误差,使得标定出的影响系数精度不高.针对此问题,引入基于格拉布斯准则的异常值处理方法,以剔除粗大误差的影响;提出了一种具有系统误差同步求解功能的改进影响系数标定模型,设计快速收敛的不平衡量标定算法,在标定的同时求解出系统误差值,从而实现对系统误差修正.通过对150MD24Y16型电主轴进行平衡实验,结果表明在标定的精度和跟踪影响系数变化的能力以及平衡效率上较传统的影响系数法有较大改善.     

On the comparison of model-based and modeless robotic calibration based on a fuzzy interpolation method

Traditional robot calibrations implement either model-based or modeless methods. A model-based calibration method normally involves four steps: kinematic model definition of the robot, measurement process of the robot’s positions, identification of the kinematic model of the robot and compensation of the position errors. This type of method can be both time consuming and complicated because of the identification and compensation processes. Most traditional modeless methods are relatively simple and practical, but their calibration accuracy is relatively low and most of them are only suitable for the robot’s calibration in the 2D domain and in relative small workspaces. This paper provides a novel modeless fuzzy interpolation method to improve the compensation accuracy for robot calibration in the 3D workspace. A comparison between the model-based and modeless fuzzy interpolation calibration method is made. The simulated results show that the modeless fuzzy interpolation method is compatible with the model-based calibration method, and even outperforms a model-based counterpart in terms of accuracy and complexity in a relatively compact workspace.     

光学压力测量校准研究

基于光学压力测量技术的基本原理,对自组建测量系统和ISSI成品化测量系统分别进行校准试验,经过对试验结果的对比,得到光学测压过程中图像采集系统的性能和设置会对试验结果有一定的影响,其采集的光强度和对干扰光的过滤是影响校准和处理精度的关键因素。所采集到的图像信噪比越大,获得的压敏涂料校准曲线斜率越大,线性度越好。     

原位检测系统中触发式测头的误差分析与补偿

在分析了原位检测系统中触发式测头误差来源的基础上,提出了自动调整测头偏心的方法,并用标定球对测头的实际作用半径进行了校准。同时,面向实际测量任务,提出了基于在线标定和双线性插值技术的逐点测头半径补偿方法,实验验证,所提出的半径补偿方法比商用软件提供的方法更准确,提高了测量结果的准确性。     

基于埃特金逐步插值滤波器的 TIADC 时间误差校准方法

拉格朗日插值滤波器可以应用于TIADC时间误差校准,并且该方法有较好的校准效果。但是拉格朗日插值滤波器的阶数不易调节,这使得该滤波器在实际应用时不灵活。本文针对此问题,提出了基于埃特金逐步插值滤波器的TIADC时间误差校准方法。本文化简了埃特金插值多项式的计算公式,并设计了一种新增插值结点的选取方法,从而将埃特金逐步插值算法应用于时间误差的校准。本文方法能根据TIADC采样系统的输入信号频率和设定的精度要求自动调节埃特金逐步插值滤波器的阶数。仿真结果表明,在90%的奈奎斯特频带范围内,本校准方法能有效抑制时间误差引起的杂散分量,且能自动调节滤波器的阶数,当输入信号的归一化频率为0.35时,校准后的SNDR提高了40.37 dB。并通过实验验证本校准方法的效果。     

热电离质谱计信号放大器非线性校正技术

从理论上研究了热电离质谱计法拉第杯接收器放大器的非线性效应,建立了校正的数学模型。应用该模型,可以用一种同位素标准物质直接检验法拉第接收器放大器的非线性,而不用常规的系列同位素标准物质来检验放大器非线性。应用UTB-500铀同位素标准物质、峰跳扫描质谱测量技术,检验了一台热电离质谱计法拉第接收器放大器的非线性,并对存在的非线性进行了校正。同时,验证了在同位素丰度比值一定的情况下,非线性校正因子是恒定的,它不随离子流信号强度的变化而变化。     

Linear calibration method of magnetic gradient tensor system

Based on the detailed analysis of systematic errors, mathematical model of error parameters is constructed and linear calibration method is proposed for magnetic gradient tensor system. Firstly, nonlinear mathematical model of error parameters for single vector magnetometer is constructed based on scalar calibration, and least square solution is deduced by two nonlinear conversions without any mathematical simplification. Then outputs of four tri-axial magnetometers are calibrated to sensor’s orthogonal coordinate respectively. Secondly, a least square estimation is proposed for the misalignment errors between different magnetometers according to the rotation matrix comprising conversion of different orthogonal coordinate system. After calibration, outputs of tri-axial magnetometers are acquired along the ideally platform frame-orthogonal coordinate system and these enable calibration of magnetic gradient tensor system. Simulations and experiments show that the proposed linear calibration method can accurately solve the detailed error parameters and decrease measurement errors of magnetic gradient tensor system remarkably.     

基于无衍射光的空间入射角测量及其自动标定

为了实现对空间入射角度的精密测量,基于无衍射光束的光斑中心轨迹在自由空间的传播特性,提出了一种空间入射角精密测量系统的实现方法。针对无衍射光测空间入射角测量系统难以快速、准确地建立光束空间矢量与图像传感器像素的映射关系的问题,提出了一种基于全站仪的近距直接标定方法;搭建了用于标定的系统平台,并通过全站仪的电控马达,编写了用于标定的自动控制软件;实现了对图像传感器的自动、快速标定,极大地缩减了标定时间,消除了长时间标定所引起的系统时变误差。在工作时,通过无衍射光斑特定的定中算法,获得其在图像传感器光敏面上的位置坐标,结合光束空间矢量与角度映射矩阵,通过曲面插值即可计算得出光束的空间入射角度。实验表明针对该空间入射角测量系统的标定方法可行、自动、快速且映射精度高,可适用于类似于空间角度入射角测量系统的标定。     

星上LED定标光源可行性研究

发光二极管一直以来还没有被应用于星上定标,本文将针对其用做星上定标光源的可行性进行分析研究。首先针对LED的各项特性逐一进行分析讨论。通过老练试验测量了LED长时间的稳定性;对LED进行了开合实验;讨论了LED的电流特性;针对空间环境下的各种影响,对LED的冷热特性、真空特性、抗辐射特性进行了分析。实验得出 LED持续点燃1200h的衰减量少于1.2% ;发现其开合重复性很好,但存在10到15分钟的不稳定期;改变电流会引起LED发光强度和波长不同程度的变化;温度的变化也同样会给LED的发光强度、正向偏压以及峰值波长带来不同程度的影响;真空状态下,由于传输介质不同,LED的发光强度会有所增加,其封装材料真空挥发产生的影响不大;在抗辐射外壳的保护下,空间辐射对LED发光强度的影响不超过0.5%/year。经过分析讨论,证明将LED应用于星上定标是可行的。     

基于CPA方法的串联工业机器人运动学标定精度试验研究

几何参数误差是影响工业机器人定位精度的主要误差源,约占总误差的80％以上.基于圆点分析法(circle points analysis,CPA)所标定的几何参数与机器人的实际结构相关,并且能够将几何参数误差与其他误差源解耦.研究表明CPA方法的测量策略对其标定精度具有较大影响.针对基于CPA方法的串联工业机器人运动学标...     

精密视觉印刷设备的自标定

为了提高全自动视觉印刷设备的精度,提出了一种简易、有效标定基于三自由度平面并联调整台的视觉丝网印刷设备的算法。首先,分析和标定了视觉测量系统,并通过激光干涉仪验证了结果的准确性。然后,分析了三自由度平面并联调整台的几何参数误差;基于印刷设备自身的视觉测量系统,分步标定了并联平台的动平台坐标系、传动比误差和仅需的部分几何误差源。提出了一种满足全姿态且适应不同制程的三角形面姿态插值方法和纠偏调整算法,从而避免了较为复杂的几何全参数辨识,降低了对调试人员的技术要求。实验结果表明：在并联调整台工作空间内,标定后的最大位置误差从标定前的161.6 μm下降为12.3 μm,最大姿态误差从标定前的2.232″下降为0.720″,基本满足印刷设备对精度的要求。