基于遗传算法的中子谱仪样品台精度分配方法

发布时间：2021-02-13 23:22

　　提出了一种基于遗传算法的中子谱仪样品台精度分配方法。首先,对中子谱仪样品台的结构及误差元素进行分析,利用多体系统理论和齐次坐标变换原理建立样品台的几何误差模型;其次,对误差模型中的27项误差项分别进行灵敏度分析及计算;最后,基于灵敏度计算结果,通过采用MATLAB软件中的遗传算法工具箱,以制造成本最小为优化目标,对中子谱仪样品台进行精度分配,并且利用蒙特卡洛模拟法验证了精度分配方案的合理性,为中子谱仪样品台的结构及加工工艺设计提供理论依据。 

【文章来源】：现代制造工程. 2020,(12)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

样品台结构示意

根据多体系统理论,推导出样品台拓扑结构,如图2所示。由图2可知,样品台由2条结构链组成:1)样品链,即底座0→C轴转台1→Z轴导轨2→Y轴导轨3→X轴导轨4→待测样品5;2)中子束出射端链,即底座0→中子束出射端6。设定坐标系时,首先,在样品台底座上创建参考坐标系0,原点设于底座中心点O1,坐标轴方向与X、Y和Z这3个平动轴方向一致;然后,分别在C轴转台、Z轴导轨、Y轴导轨、X轴导轨、待测样品和中子束出射端上创建局部坐标系1、2、3、4、5和6,其中,待测样品坐标系5的原点设于X轴导轨中心点O2,与O1在Z轴方向上的偏移量为d,其他体坐标系原点与O1重合。

将表2中各样品台结构参数代入式(8)各误差项灵敏度系数的表达式,并且将求得的灵敏度系数进行归一化处理,最终得到在X、Y和Z轴导轨的最大行程点位置时各误差项的灵敏度系数,如图3所示。由图3可知,在各运动方向上同向的线性误差项的灵敏度系数较大,对中子谱仪样品台几何误差模型中相应误差分量的影响程度也就较大,而角度误差项及垂直度误差项的灵敏度不仅取决于样品台的运动参数,还取决于样品台的结构参数。对于X轴方向上的误差分量Ex,其关键误差项为Δxx、Δβx、Δγx、Δxy、Δβy、Δγy、Δxz、Δβz、Δxc和Δβc;对于Y轴方向上的误差分量Ey,其关键误差项为Δyx、Δαx、Δγx、Δyy、Δαy、Δyz、Δαz、Δyc、Δαc和Sxy;对于Z轴方向上的误差分量Ez,其关键误差项为Δzx、Δαx、Δβx、Δzy、Δαy、Δzz、Δzc、Syz和Sxz。在进行精度分配时,应对关键误差项的大小格外关注,并且加以控制。3 样品台精度分配

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3032734