基于偏最小二乘回归的半参数模型在大坝安全监测系统中的应用研究

半参数模型能有效地分离系统误差,故受到测绘学界的广泛重视。针对大坝安全监测系统中的多元回归、逐步回归和偏最小二乘回归三种常用统计模型的不足,引入半参数模型,提出了基于偏最小二乘回归的半参数模型,并通过实例验证该方法具有良好的适用性。     

六自由度测试系统

本文所描述的测试系统基于激光全息分光技术和激光干涉测长技术,同时测定目标物体六个自由度的偏差。采用激光漂移补偿技术建立了稳定的激光束基准,采用磁光调制技术减小光强不稳定等因素对滚转角测量精度的影响,实现了多自由度较高精度的准直。实验表明,在激光光源距靶标１ｍ时,该系统σ重复性误差：线位移小于４μｍ,角位移小于４″,整个系统结构简单,测量效率高。     

单向阀阀球与活塞直径设计尺寸的研究

在水介质中不改变活塞行程的条件下，利用单因素法，对不同活塞与阀球直径比值进行实验研究，测量出不同直径比条件下的计量误差，从中找出相应条件下活塞直径与阀球直径的最佳比例关系，并给出了其拟合曲线图及数学公式，供柱塞泵设计人员参考。     

一种双面凸轮的反求设计方法

提出一种双面凸轮的反求设计和误差控制方法。从动件类加速度对轮廓曲线误差敏感,通过修正从动件类加速度曲线,以间接提高凸轮廓线精度。通过数字化测量,获得凸轮双面轮廓的点云数据,对点云数据进行精简并进行重构、装配对齐,获得凸轮轮廓实体模型。对获得的凸轮轮廓数据二次求导并拟合,获得从动件类加速度曲线和类加速度误差值。基于类加速度误差与从动件位移误差的关系函数,对轮廓线进行修正,从而消除反求误差。     

螺旋锥齿轮数控磨齿机机床空间误差与机床调整参数的关系

为求得对各项机床调整参数影响较大的机床空间误差,分析螺旋锥齿轮加工过程中数控机床空间误差物理涵义,并建立七轴五联动数控磨齿机床空间误差模型.基于齐次变换矩阵方法建立机床空间误差与机床调整参数之间的几何等量关系,推导出两者间的关联函数并进行分析.通过实例分析,发现对机床刀位调整值影响较大的机床空间误差主要是三直线轴垂直度误差和x轴沿Z向垂直度误差;对机床轮位调整值影响较明显的机床空间误差为z轴、B轴沿x向直线度误差以及A轴的安装距误差.为机床调整参数优化及螺旋锥齿轮几何误差补偿提供了理论依据.     

球杆仪安装误差对测量误差的影响规律及其分离方法

通过齐次坐标变换理论建立了五轴数控机床摆动轴几何误差的辨识模型,深入分析了在误差测量过程中球杆仪磁性球座的安装误差对测量误差的影响规律,提出了一种球杆仪磁性球座安装误差的分离方法,并在五轴数控机床上进行了实验验证。结果表明,该方法可以有效分离出球杆仪磁性球座的安装误差,提高摆动轴几何误差的测量和辨识精度。     

基于主成分估计的自变量选择

研究了大型参数模型的模型选择问题,针对模型病态的情况,提出了基于主成分估计的自变量选择的Cp准则。应用于航天飞行器控制系统误差分离,以及外弹道跟踪测量系统误差估计,大量仿真计算与实测数据计算表明,运用该方法可以同时得到高精度的飞行器轨道参数控制系统误差和外弹道测量系统误差的估计。最后,提出了并行算法并分析了它的可扩展性。     

基于复合位姿的二维自校准研究

自校准与校准相比,无需精度等级高于被校准对象的标准样板,能以较低的条件成本实现精密测量仪器系统误差的校准。二维自校准中的标准样板常采用初始、相对旋转和平移的传统三位姿组合。位姿之间相互独立且所有位姿变换均以初始位姿为基础。采用旋转和平移两种位姿复合后的位姿,能避免两次位姿变换之间必须将标准样板回归初始位姿的冗余操作,简化了二维自校准流程。基于复合位姿的二维自校准经仿真实验证明能在模拟噪声环境中有效分离被校准对象的误差,其不确定度与传统非复合位姿组合的相等。复合位姿的引入不影响二维自校准的噪声抑制能力。在影像测量仪上实施二维自校准实验,采用包含复合位姿的三位姿组合的二维自校准分离的工作台系统误差接近传统三位姿组合。两种位姿组合对应的工作台系统误差结果相差0.167μm。另外通过采用包含复合位姿的四位姿组合的实验结果,进一步论证了基于复合位姿的二维自校准效果。     

温度致丝杠伺服系统直线度误差研究

滚珠丝杠副是精密伺服驱动系统核心零部件,随着丝杠运行,温度升高会导致丝杠单轴伺服系统直线度误差增加。为了明确该误差及其产生规律,建立滚珠丝杠副热误差模型,分别对滚珠丝杠副的热源、温度场以及热误差模型进行了研究。根据滚珠丝杠副的结构特点,确定其内部热源及温度场分布规律,分析热误差的特性。设计实验,检定温度变化前后的直线度误差,设定5 min间隔分段运行,明确温度和直线度误差的变化过程及规律。实验结果表明,随着温度升高,丝杠直线度误差随着丝杠本身的弯曲状态会出现更为明显的弯曲,剔除丝杠自身存在的直线度误差和检定过程中斜率误差后,直线度误差增加了11.4 μm。本文得到丝杠直线度误差随温度变化的规律,可以应用于其他空间驱动系统整体几何误差的检定和补偿,具有较强的工程应用前景。     

一种基于改进锁相环的谐波分析逻辑电路

改进锁相环(EPLL)相比传统锁相方法具有快速、稳定的优点.基于EPLL输出的同步倍频信号可以将异步采样数据同步化,再通过基于准同步采样数据的快速傅里叶变换,最终可以在快速实现信号跟踪的基础上获得精确的谐波分析结果.文中完成了这种基于EPLL的谐波分析逻辑电路设计,并在FPGA器件中得到了实现和验证.此外,还研究了非等间隔采样、异步采样数据同步化以及定点数运算对该谐波测量方法精确度的影响.所设计的逻辑电路已经应用于一款具有谐波分析功能的电能计量芯片的开发中.