基于LoRa技术的机床导轨形位误差自动化补偿方法

为提高机床导轨形位误差补偿的可靠性、误差修正能力以及加工精度,研究了基于LoRa技术的机床导轨形位误差自动化补偿方法.首先通过三个接触式位移传感器感知机床导轨形位误差参量,构建机床导轨形位误差参数测量模型,再结合伺服系统误差参数融合跟踪识别方法,实现对机床导轨形位误差参数测量和修正,然后采用激光跟踪仪实现对机床导轨形位...     

基于雷达测距的飞行器交会对接误差补偿控制技术

为解决由视线倾角、视线偏角过大造成的飞行器对接存在误差的问题,实现飞行器交会轨迹的精准对接,提出基于雷达测距的飞行器交会对接误差补偿控制技术。建立空间参考坐标系,根据轨道根数计算结果,推导动力学状态方程,实现对飞行器交会对接过程中的动力学作用分析。按照雷达测距原理,计算飞行器的理论飞行时长及雷达装置作用距离,再联合相关参数指标,确定精度极限的取值范围,实现基于雷达测距的对接误差控制。在三坐标测量机结构模型中,定义飞行位姿拟合条件,再根据位姿误差求解结果,实现对误差参数的补偿修正处理,完成基于雷达测距的飞行器交会对接误差补偿控制方法的设计。对比实验结果表明,应用所提方法可以同时将视线倾角、视线偏角的取值控制在0°-45.0°的数值范围之内,能够较好解决飞行器错误对接的问题,符合精准对接飞行器交会轨迹的实际应用需求。     

基于支持向量机回归的滚齿机热误差补偿模型

研究数控加工精度优化控制问题,由于滚齿加工过程中机床关键部件发热导致主轴热变形、实际加工点发生偏移,引起齿轮加工误差.针对零传动数控滚齿机存在的热误差,对机床结构特征进行分析,并确定热误差形成的原因和关键热源点.为解决上述问题,提出分别在工件轴向、水平径向和滚刀轴向针对热变形量与热源点温度关系建立非线性误差补偿模型.采用支持向量机回归方法建模,并结合贝叶斯理论,实现了估计系统噪声水平,同时提出确定模型超参数的方法,将超参数搜索范围限定在二维直线上,可避免搜索的盲目性,时间开销小于传统方法.实验结果表明,改进模型比常用最小二乘法有更好的误差拟合效果且效率较高,模型输出值作为误差补偿量可有效提高齿轮加工精度.     

齿轮齿条直线运动的线性测量与分析

在齿轮传动机构的直线运动研究中,为了测量直线误差,设计了齿轮齿条的测量平台;采用伺服电机直接驱动齿轮在齿条上运动,并以基于运动控制点位运动模式来实现测量间距和待机等控制要求;在齿轮齿条传动机构直线运动的过程中,用激光干涉仪对与齿轮同轴运动的工作台实际运动位置测量,获得测量数据;用最小二乘法求解线性矛盾方程的方法来构造拟合函数,并将其推广至任意次和任意多个变量的拟合函数,使用MATLAB编程求解,获得与设计数据曲线对应的实际数据曲线,得出齿轮齿条的线性定位精度和重复精度;这项技术可以推广到对大多数的直线运动机构来进行线性测量及数据分析;也能成为直线运动控制中线性参数自动补偿算法的依据。     

改进的卡尔曼滤波在MEMS陀螺仪信号处理的应用

针对MEMS陀螺仪的输出随机漂移误差影响测量精度的问题,提岀一种改进的卡尔曼滤波方法进行MEMS陀螺仪误差补偿。传统的卡尔曼滤波方法是针对时域内的随机序列采用统计特性进行递推估计,从而得到测量所需要的信号。本文在传统卡尔曼滤波算法的基础上引入衰减因子和差分控制项,以此自适应地估计卡尔曼滤波量测噪声方差,并结合硬件系统将该算法进行静态性能试验和动态性能试验,使用Allan方差分析法对原始陀螺仪信号以及误差补偿后的陀螺仪信号进行对比分析。对比数据结果表明,陀螺仪静态随机误差得到了有效的抑制,从而验证了该算法在陀螺仪静态数据处理方面具有一定的应用价值。     

基于ARMA模型和狼群算法的陀螺随机漂移建模研究

光纤陀螺的随机漂移误差是影响惯性导航系统精度的关键因素之一,根据陀螺随机漂移数据的数学模型进行补偿,可有效地提高系统精度.在大量实验的基础上建立陀螺随机漂移的自回归移动平均(ARMA)模型,同时使用长自回归模型法求解模型参数,再对参数进行优化.实验结果证明:经狼群算法优化后的陀螺随机漂移模型更加准确,建模精度相对于传统的时间序列分析法有了较大提高.研究内容对光纤陀螺随机漂移建模精度的提高有较好的参考价值.     

小波分析法在光纤陀螺随机误差补偿中的应用

光纤陀螺随机漂移是惯性导航系统产生误差的重要因素。尽量降低陀螺仪的漂移率是进一步提高惯性导航系统精度的重要途径,也是保证光纤陀螺静态误差补偿精度的前提。从抑制光纤陀螺随机噪声的角度出发,利用小波分析法对光纤陀螺的静态输出进行滤波处理,通过对比滤波前后陀螺的输出曲线、标准差以及各项随机误差系数,能够看出:该方法有效地补偿了光纤陀螺的随机误差。     

基于惯性测量单元的数字铁饼设计及数据处理算法研究

为了精确检测铁饼投掷的运动特征参数,设计了一种基于MEMS惯性测量单元和STM32FI03微处理器的数字铁饼系统,阐述了系统传感单元选择与配置、硬件电路设计和软件设计.针对铁饼竟技运动对数据精度的要求,通过对陀螺仪静态漂移误差的分析,给出一种补偿MTi陀螺仪随机漂移误差的Kalman算法.利用数字铁饼可以定量分析铁饼投掷过程中的运动特征,为运动员训练提供科学的依据.     

一阶常微分方程组加速算法及数值仿真

针对一阶常微分方程组提出了一种数值加速算法,给出了该算法的误差分析,并将该加速算法应用于求解太阳帆航天器轨道运动方程组。该算法实现简单,计算量小,计算精度较高。     

自主姿态测量算法研究

航姿系统一般不实时计算速度和位置信息,无法补偿地球自转和表观运动引起的分量误差,同时陀螺漂移较大,载体长时间持续机动时,出现姿态精度不高,甚至发散的问题。提出了一种基于卡尔曼滤波的姿态融合算法,将等效陀螺漂移列入系统状态,利用卡尔曼滤波的新息对运动状态进行判别,在一定条件下,用加速度计的输出作为量测量进行卡尔曼滤波的量测更新过程。实验结果表明,所提出的姿态融合算法考虑了陀螺漂移,能提高载体长时间机动时的姿态精度。     

一种新型三维精密工作台的设计与应用

为满足超精密表面形貌测量对工作台的大量程、超精密和三维扫描的要求,设计了一种新型三维精密工作台。工作台由自带计量系统的二维工作台和垂直扫描工作台组成。测量时闭环系统控制二维工作台的位移;同时,Z方向位移执行单元驱动垂直扫描工作台,实现了垂直方向上的精确定位。将研制的工作台与现有的位移传感器组合成表面形貌测量系统,对标准样板的粗糙度进行测量,其测量示值误差均在5%以内。结果表明,所设计的三维精密工作台能够满足使用要求。     

压电陶瓷传感器的灵敏度温漂误差补偿研究

针对微测系统中压电陶瓷传感器的灵敏度温漂会使其在变化的温度环境中工作时性能不稳定,进而影响检测精度问题,提出了一种基于改进Elman神经网络的压电陶瓷传感器灵敏度温漂误差补偿控制方法。分析了压电陶瓷传感器产生灵敏度温漂现象的原因。以压电陶瓷切削力测量传感器为对象,在不同温度下对传感器的灵敏度进行了标定试验研究。研究结果表明,压电陶瓷传感器在同一温度下工作时具有良好的线性度,在温度变化的环境中工作会伴有灵敏度温漂现象。为了有效补偿灵敏度温漂附加误差,提高检测精度,建立了基于改进Elman神经网络的灵敏度温漂补偿模型,并对模型涉及的学习算法、激励函数、输入输出层节点以及承接层和隐含层节点数等相关内容进行了研究。对比试验验证结果表明,所建立的灵敏度温漂补偿模型对压电陶瓷传感器的灵敏度温漂误差补偿控制效果明显,未经灵敏度温漂补偿,直接按照常温下灵敏度标定结果预测的压电陶瓷传感器加载力和实际加载力之间误差较大,最大误差达到29.16 N,利用本文建立的基于改进Elman神经网路灵敏度温漂补偿模型补偿后,补偿模型的预测力和压电陶瓷传感器的实际加载力最大误差仅0.72 N,有效保证了检测精度。     

基于STM32的点对点运动控制器设计

提出一种基于STM32的运动控制器,采用S形加减速控制脉冲频率变化,减小系统振动及提高定位精度,采用数据采样插补方法进行轨迹规划,实时迭代算法计算运行速度控制输出脉冲的频率,有效提高了脉冲输出效率;分析了该方法产生的误差,提出误差实时计算补偿策略;实验表明,控制器在点对点的运动中重复定位精度高,稳定性好;该控制器已经成功应用到两轴点对点的运动控制系统中。     

闭环霍尔电压传感器增益温漂补偿技术

闭环霍尔电压传感器作为一种低成本、高可靠的电压测量器件,在轨道交通和工业控制领域应用广泛.其原边线圈由漆包线绕制,匝数为数万匝,原边线圈阻值的温度漂移造成传感器的增益温漂和全温度范围精度的下降.为了提高传感器全温度范围的精度,文章基于原边线圈阻值温漂特性提出了一种新型温度补偿电路,应用仿真工具,结合闭环霍尔电压传感器进...     

图象传感信号温度漂移的补偿方法

本文通过温漂分析和系统建模,提出一种图象传感信号的综合温度补偿方法。该方法避开了难于检测的温漂参量,借助易测的相关参量的在线估值,适时给出误差补偿量．该方法用于大温差测试现场,结果令人满意。     

基于距离徙动轨迹的空间目标ISAR联合运动补偿算法

针对空间高速运动目标的运动特征,分析目标距离徙动轨迹（Range migration trajectory,RMT）与等效运动模型,提出了一种基于距离徙动轨迹的联合运动补偿算法。该算法依据距离像全局熵值最小化原则,从RMT中估计出目标的平动参数,根据平动参数分别补偿距离像偏移并校正一维距离像畸变,从而实现对空间目标回波的距离对齐和脉内走动的联合平动补偿。仿真和实测数据处理结果表明该算法准确性较高,更重要的是,距离对齐步骤不会引入随机偏移误差和相位误差,这也是应用高分辨成像方法的前提条件。     

一种湿度传感器温度补偿的非线性校正方法

针对湿度传感器易受温度影响的问题,提出了基于Laguerre多项式的湿度非线性校正和温度补偿的复合校正模型,采用递推最小二乘法对标定湿度进行拟合以确定复合补偿模型的参数.该方法根据湿度传感器的测量值和环境温度即可高精度计算出实际湿度.仿真结果表明,补偿后的最大相对误差不超过4.5576e-4％,具有良好的非线性校正和温度补偿效果,在湿度检测领域具有重要的理论和应用价值.     

基于Hermite基函数的液位传感器温度补偿方法

针对液位传感器易受温度影响的问题,提出了基于Hermite基函数的液位非线性校正和温度补偿的复合校正方法,该方法使用递推最小二乘法对标定液位进行拟合以获取复合补偿模型的参数,由此根据液位传感器的测量值和环境温度即可高精度计算出实际液位。仿真结果表明,补偿后的最大相对误差不超过1.23×10^-6%,具有良好的非线性校正和温度补偿效果,在液位检测领域具有重要的理论和应用价值。     

高动态GPS/INS组合导航中时间延迟软硬件 补偿算法研究

为了解决高动态条件下GPS/INS组合导航中由于两种导航系统时间异步,卫星导航信息滞后导致导航精度下降的问题,分别提出了利用GPS串口延迟时间段内SINS解算出的导航信息变化量来补偿延迟段内误差的硬件补偿方案和基于卡尔曼滤波对SINS频漂进行估计,采用多项式拟合得到融合点处的SINS计算伪距的软件补偿方案.通过建立模型完成了对SINS频漂量及其他误差量的闭环滤波估计及修正.设计了高动态飞行仿真试验,试验结果表明:补偿后的组合导航系统水平位置精度达到±0.12′;速度稳定后精度达到0.45 m/s.该方法缩短了误差的收敛时间,抑制了飞行状态突变的情况下滤波结果出现跳变剧烈等不利现象的发生,提高了组合导航系统的精度和性能.     

基于Laguerre基函数的液位传感器温度补偿方法

针对环境温度影响液位传感器的检测问题,提出了基于Laguerre基函数的液位非线性校正和温度补偿的复合校正模型,采用递推最小二乘(RLS)法对标定液位进行拟合以确定复合补偿模型的参数.根据液位传感器的测量值和环境温度可高精度计算出实际液位.仿真结果表明:补偿后的最大相对误差不超过(3.4145×10-7)％,具有良好的非线性校正和温度补偿效果,在液位检测领域具有重要的理论和应用价值.