球度误差测量中的球面轮廓提取与评定方法研究
发布时间：2022-08-07 19:40
国防工业和航空航天技术的发展,对球形惯性器件的形位精度要求越来越高。面对迫切的高精度球度测量需求,本文针对球度误差测量中的球面轮廓形状特征提取与球度误差评定方法展开研究。对于基于两旋转自由度对心式测量系统的球面轮廓精确重构问题,以及最小区域球（MZS）、最大内切球（MIS）和最小外接球（MCS）准则下球度误差的快速精确评定问题,进行了理论分析、建模仿真和实验研究,主要完成的工作如下:为实现球面轮廓形状特征的精确提取,建立了球面轮廓对心式测量系统和采样策略模型;设计了适用于不等间隔采样数据的高斯型零相移数字滤波方法,基于拟合角度完成对高斯滤波器权函数的修正;对在采样过程中由传感器初值差异、测件放置偏心、转角读数误差等因素产生的测量误差进行校正,提出了基于三维正交基准的球面轮廓匹配与数据融合方法:在球面轮廓匹配条件下,完成被测轮廓与主基准轮廓的中心对准;根据被测轮廓与主基准轮廓、副基准轮廓A、副基准轮廓B的交点测量差值构造目标函数,通过优化获取目标函数最小值对应角度实现转角校正;在此基础上,基于均值原则实现被测轮廓的尺寸匹配。仿真及实验结果表明,所提出的轮廓匹配与数据融合方法能够有效还原被...
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究的目的和意义
1.2 国内外研究现状与分析
1.2.1 球面轮廓提取方法研究现状与分析
1.2.2 球度误差评定方法研究现状与分析
1.3 课题主要研究内容
第2章 球面轮廓提取中的相关理论及方法研究
2.1 引言
2.2 球面轮廓采样的数学模型
2.2.1 球面轮廓采样系统的数学模型
2.2.2 球面轮廓采样策略的数学表达
2.3 赤道圆轮廓数据的零相移数字滤波器设计
2.3.1 零相移滤波的基本原理及其实现方法
2.3.2 高斯型零相移数字滤波器设计
2.3.3 高斯型零相移数字滤波器性能分析
2.4 球面轮廓数据的融合方法设计
2.4.1 球面轮廓数据融合的基本原理
2.4.2 基于三维正交基准的球面轮廓数据融合方法
2.4.3 截面轮廓数据的插值方法研究
2.4.4 球面轮廓数据融合方法的仿真分析
2.5 本章小结
第3章 基于笛卡尔坐标系的球度误差评定算法研究
3.1 引言
3.2 球度误差评定准则的数学定义
3.3 经典NELDER-MEAD算法研究
3.4 基于搜索路径改进的多方向自适应对称搜索方法
3.4.1 球度分布特征分析
3.4.2 理想球心粗定位策略
3.4.3 多方向自适应对称搜索方法
3.4.4 仿真实验与结果分析
3.5 与特征点模型结合的评定结果校正方法
3.5.1 特征点模型(FPM)设计方法
3.5.2 NM-FPM复合算法
3.5.3 仿真实验分析与结果分析
3.6 本章小结
第4章 实验验证与结果分析
4.1 引言
4.2 实验系统搭建与测试
4.2.1 实验环境条件与装置
4.2.2 转位装置中心对准实验系统
4.2.3 升降装置稳定性实验系统
4.3 实验结果与分析
4.3.1 球面轮廓数据采样实验
4.3.2 球面轮廓拟合与球度误差评定
4.3.3 实验结果分析
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于动态改变权重粒子群算法的球度误差评定[J]. 胡捷,崔长彩,黄富贵. 图学学报. 2012(05)
[2]四轴球体研磨机的研磨均匀性[J]. 程相文,林福严,孙新民. 光学精密工程. 2009(12)
[3]基于改进粒子群算法的球度误差评定[J]. 喻晓,黄美发,夏澎. 计算机系统应用. 2009(12)
[4]高斯滤波器对表面结构分离及其参数评定的实现[J]. 崔长彩,蒋向前,李小改,刘晓军. 湖北汽车工业学院学报. 2009(02)
[5]各种球度测量方法的分析与展望[J]. 朱训生,王超. 机械制造. 2003(09)
[6]基于遗传算法的球度误差评定(英文)[J]. 崔长彩,车仁生,叶东,黄庆成. 光学精密工程. 2002(04)
[7]经线法球度测量的评定方法研究[J]. 徐烈,谭久彬,张杰. 哈尔滨工业大学学报. 2001(05)
[8]超精密球度的激光干涉测量方法[J]. 朱正辉,缪寅宵. 宇航计测技术. 1999(02)
[9]实用球度测量的经圆法及其实验[J]. 朱训生,任新生,薛秉源. 计量技术. 1999(03)
[10]用遗传算法精确计算球度误差[J]. 廖平,喻寿益. 机械设计与制造工程. 1999(01)
硕士论文
[1]高精密球冠表面轮廓测量理论研究[D]. 袁周.安徽工业大学 2016
[2]圆柱轮廓精密测量中的滤波与调心调倾技术研究[D]. 丁晓晖.哈尔滨工业大学 2010
[3]基于气动测量的球径球度测量系统研究[D]. 唐海勇.合肥工业大学 2007
本文编号：3670924
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究的目的和意义
1.2 国内外研究现状与分析
1.2.1 球面轮廓提取方法研究现状与分析
1.2.2 球度误差评定方法研究现状与分析
1.3 课题主要研究内容
第2章 球面轮廓提取中的相关理论及方法研究
2.1 引言
2.2 球面轮廓采样的数学模型
2.2.1 球面轮廓采样系统的数学模型
2.2.2 球面轮廓采样策略的数学表达
2.3 赤道圆轮廓数据的零相移数字滤波器设计
2.3.1 零相移滤波的基本原理及其实现方法
2.3.2 高斯型零相移数字滤波器设计
2.3.3 高斯型零相移数字滤波器性能分析
2.4 球面轮廓数据的融合方法设计
2.4.1 球面轮廓数据融合的基本原理
2.4.2 基于三维正交基准的球面轮廓数据融合方法
2.4.3 截面轮廓数据的插值方法研究
2.4.4 球面轮廓数据融合方法的仿真分析
2.5 本章小结
第3章 基于笛卡尔坐标系的球度误差评定算法研究
3.1 引言
3.2 球度误差评定准则的数学定义
3.3 经典NELDER-MEAD算法研究
3.4 基于搜索路径改进的多方向自适应对称搜索方法
3.4.1 球度分布特征分析
3.4.2 理想球心粗定位策略
3.4.3 多方向自适应对称搜索方法
3.4.4 仿真实验与结果分析
3.5 与特征点模型结合的评定结果校正方法
3.5.1 特征点模型(FPM)设计方法
3.5.2 NM-FPM复合算法
3.5.3 仿真实验分析与结果分析
3.6 本章小结
第4章 实验验证与结果分析
4.1 引言
4.2 实验系统搭建与测试
4.2.1 实验环境条件与装置
4.2.2 转位装置中心对准实验系统
4.2.3 升降装置稳定性实验系统
4.3 实验结果与分析
4.3.1 球面轮廓数据采样实验
4.3.2 球面轮廓拟合与球度误差评定
4.3.3 实验结果分析
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于动态改变权重粒子群算法的球度误差评定[J]. 胡捷,崔长彩,黄富贵. 图学学报. 2012(05)
[2]四轴球体研磨机的研磨均匀性[J]. 程相文,林福严,孙新民. 光学精密工程. 2009(12)
[3]基于改进粒子群算法的球度误差评定[J]. 喻晓,黄美发,夏澎. 计算机系统应用. 2009(12)
[4]高斯滤波器对表面结构分离及其参数评定的实现[J]. 崔长彩,蒋向前,李小改,刘晓军. 湖北汽车工业学院学报. 2009(02)
[5]各种球度测量方法的分析与展望[J]. 朱训生,王超. 机械制造. 2003(09)
[6]基于遗传算法的球度误差评定(英文)[J]. 崔长彩,车仁生,叶东,黄庆成. 光学精密工程. 2002(04)
[7]经线法球度测量的评定方法研究[J]. 徐烈,谭久彬,张杰. 哈尔滨工业大学学报. 2001(05)
[8]超精密球度的激光干涉测量方法[J]. 朱正辉,缪寅宵. 宇航计测技术. 1999(02)
[9]实用球度测量的经圆法及其实验[J]. 朱训生,任新生,薛秉源. 计量技术. 1999(03)
[10]用遗传算法精确计算球度误差[J]. 廖平,喻寿益. 机械设计与制造工程. 1999(01)
硕士论文
[1]高精密球冠表面轮廓测量理论研究[D]. 袁周.安徽工业大学 2016
[2]圆柱轮廓精密测量中的滤波与调心调倾技术研究[D]. 丁晓晖.哈尔滨工业大学 2010
[3]基于气动测量的球径球度测量系统研究[D]. 唐海勇.合肥工业大学 2007
本文编号：3670924
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3670924.html
