基于相位跟踪原理的超精密定位平台研究

为了满足超精密定位的需求,介绍了一种基于相位差跟踪的定位原理;针对该方法的具体要求,详细描述了系统的工作过程并设计完成了该定位系统,分别就定位系统关键的高频信号的发生、调理、鉴相以及驱动等模块进行了深入研究;对系统输出的线性度、迟滞、重复性和稳定性等指标进行了实验,并在考虑整个定位系统的组成部件、仪器设备等环节影响的基础上,进行了最终的定位系统不确定度合成,数据显示该定位系统最终的位移不确定度为6.10 nm.     

差示绝热追踪的锂电池比热容测试方法研究

受限于仪器原理,传统绝热加速量热仪测量锂电池比热容时存在一定的热散失.然而,现有的测试方法均选择忽略该热散失对比热容测量结果的影响.针对上述不足,提出一种基于差示绝热追踪的锂电池比热容测试方法.首先,基于传统方法与本文改进的方法,对方形和圆柱形的标准样品进行比热容测试,将测得的比热容与标准样品的参考比热容对比,得到了两种测试方法的最大误差分别为7.66％和1.94％.其次优化了圆柱形样品打包方式,实验验证的结果表明优化后的方式减小了热散失对测量结果的影响.最后,利用改进方法测试50 Ah NCM622方形电池以及15 Ah LiFePO4圆柱形电池的比热容,在40～65℃温度范围内,其比热容测试值分别稳定在0.94～0.98 J/(g·K)和0.97～1.01 J/(g·K)之间.     

全闭环工作台的建模及PID控制

一维工作台是目前主流检测的基本组成单元,其动态性能直接影响到检测设备的精度和效率.在建立其传动模型的基础上,采用Simulink软件,仿真一维工作台中的电流、速度以及位移全闭环PID参数的整定过程,使其具有良好的动静态特性,最终得到最优控制参数.试验表明,运用参数整定仿真方法可高效优化实际控制对象的PID参数,并有效缩短调试时间.     

基于热成像的软包锂电池导热系数测试方法

为给软包锂电池热设计提供准确的导热系数值,提出了一种基于热成像技术的测试方法。通过热像仪记录电池表面温度场的演变数据,可同时反演电池的纵向和面向导热系数,避免了传统接触式表面测温引入的不确定因素。测试了多块不同规格的三元聚合物软包锂电池样品,并对其中一种样品进行了稳态法导热系数测量作为参考。结果显示,纵向和面向导热系数测试的相对标准差均在3%以内,纵向导热系数的测试结果与稳态法测量结果的相对偏差为3.1%,表明该方法具有较高的可靠性,可为电池的热设计提供参考。     

基于改进Zernike矩的小模数齿轮亚像素边缘检测

针对传统Zernike矩亚像素边缘检测算法中奇数尺寸模板卷积的不对称性,在分析卷积不对称性和卷积窗口中心局限性对检测精度影响的基础上,提出一种改进的Zernike矩亚像素边缘检测算法。算法采用像素级边缘检测算子进行初定位,获取像素级边缘点;利用小尺寸奇数模板求解Zernike矩进行二级初定位,获取亚像素级边缘点;分析二级初定位边缘点所在区间;根据所在区间,选取偶数模板或者奇数模板求解Zernike矩进行精定位,获取更精确的亚像素级边缘点。为了验证算法的有效性,分别对模拟图像和实际图像进行亚像素边缘检测实验。根据齿轮的边缘特性,通过最小二乘拟合法评价算法对齿轮图像的检测效果。实验结果表明,该算法具有绝对定位精度高、抗噪性能强、曝光敏感度好的优点。     

结合三角几何约束的局部自相关性图像拼接算法研究

针对工业零视觉精密检测中高分辨率镜头固有的小视场问题,本文提出一种利用特征点之间的三角几何约束关系对特征点的局部领域进行自相关分析的算法,该方法根据重叠图像间的相关性,采用改进的图像配准方式实现了小视场高分辨率小模数齿轮图像的快速准确拼接。实验结果表明,拼接图像与原图像的结构相似度超过0.98;与现有通过区域配准及特征点配准的图像拼接算法相比,在拼接性能和运算复杂度之间取得了较好的平衡,适合在快速、精密的工业零部件视觉检测中的应用。     

脉冲涡流热成像电源的快速频率跟踪算法

针对传统感应加热电源频率跟踪响应慢、跟踪误差大的问题,提出了一种结合二分法和PI控制的频率跟踪算法。通过二分法快速地将工作频率调整到谐振频率附近,再运用PI数字锁相控制实现稳定的频率跟踪。使用功率为1 kW的高频感应加热电源进行实验,结果表明该算法具有启动快、跟踪精度高的优点。     

基于高阶多振型频率的磁瓦缺陷音频检测方法

传统音频检测技术存在特征量单调、被测工件需为规则形状、缺陷类别分辨能力不强等局限性,针对磁瓦检测过程中的需求,本文在建立无约束自由振动物体任意阶数模态向量的数学模型基础上,给出了工件各类裂纹缺陷与高阶振型频率间的特性关系,提出一种运用高阶多振型频率及相邻振型频率差为特征量识别磁瓦中常见的贯穿弧顶轴向短裂纹、贯穿弧底切向短裂纹、内弧面切向裂纹及内、外弧面轴向裂纹等四类缺陷的新方法。运用有限元数值仿真法和3种型号磁瓦的音频实验方法验证其可行性和有效性,结果表明:基于高阶振型频率及相邻振型频率差组合的音频检测方法,能有效检测并分辨磁瓦多种缺陷类型。     

外差干涉定位系统中的锁相跟踪方法

以外差干涉定位系统为研究对象,提出一种基于锁相跟踪的定位方法,简化了传统定位系统结构;就整个定位系统的工作过程及原理进行了说明,证明了锁相跟踪方法的可行性;讨论了系统工作过程中的核心功能环节的实现方法,分别对高频信号的发生、移相脉冲抑制以及鉴相过程进行详细说明。本文就鉴相电路功能和干涉锁相跟踪定位系统的输出进行了测试实验,实验结果证明高频鉴相电路输出准确度达到0.07o,锁相跟踪系统定位输出的合成不确定度为10.1 nm。