精密离心机动态半径的定位测量技术研究

精密离心机动态半径是影响精密离心机输出加速度精度的主要参数。对于高精度精密离心机的研制,必须对动态半径进行精密测量,并将测量结果作为补偿分量加入到精密离心机输出加速度修正数学模型中,以获得精确的加速度信号,同时为精密离心机输出加速度的精确评定奠定基础。本文介绍了精密离心机动态半径的外基准定位测试技术,包括多个定位平台的定位测试技术论证、测试系统配置等。该方法已应用于某高精度精密离心机动态半径测量中,实测结果表明,采用这种测量方法,动态半径的测量标准差为σ=0.21μm,其测量精度满足高精度精密离心机研制的技术指标要求。     

精密离心机动态俯仰失准角的定位测量技术研究

精密离心机动态俯仰失准角是影响精密离心机输出加速度精度的一个重要分量,必须进行精确测量,并将其作为影响因子补偿到精密离心机加速度输出模型中,使精密离心机输出高精度的加速度信号;文章介绍利用一只电容测微仪和外基准测量精密离心机动态俯仰失准角的方法,通过在精密离心机转盘上挖两个定位槽,采用定位测量法测量定位槽之间的部分相对于地球表面的俯仰失准角,并利用高低G值下的点对点测量值相减消除被测表面的形状误差,得到精确的俯仰失准角测试信号;对定位测量法的原理进行了介绍和论证,并开展了测试试验验证,证明该测量方法是可行的。     

精密离心机主轴回转误差测量仿真技术研究

精密离心机主轴回转误差直接影响精密离心机动态半径的测量、离心加速度输出精度以及精密离心机主轴运行安全性,必须精确测量主轴回转误差参数。介绍一种应用三个电容测微仪测试并分离主轴回转误差与圆度误差的方法,利用MATLAB对三只电容测微仪安装角度误差、主轴全周采样点数、测试系统本底噪声对主轴回转误差测试结果影响进行仿真分析,得出采样点数N、测微仪安装角度误差δα、δβ以及测试系统本底噪声对回转误差分离的影响,基于仿真结果确定了10-6量级精密离心机主轴回转误差测量的几个工程参数。该方法已应用于某高精度精密离心机主轴回转误差精密测试中,实测表明,转速在300rpm内精密离心机纯回转误差测量结果为0.25μm,满足10-6量级高精度精密离心机的研制指标需求。     

精密离心机测控与加速度计标校自动化系统设计

惯导加速度计在精密离心机上的标校应用试验,涉及精密离心机动态半径和静态半径的精密测量、转速的精确测控以及被校加速度计信号的正确采集与实时传输等操作,需严格控制各类测控仪器的动作时序逻辑实现精密离心机精密测控与加速度计标校应用试验的自动化操作。介绍一种精密离心机测控与加速度计标校应用试验自动化系统设计,硬件上基于LAN总线组网集成精密离心机各类测控仪器,构建分布式测控系统,并应用外部光栅编码器脉冲信号作为触发信号控制测控仪器的硬件时序同步逻辑;软件上应用共享变量技术实现各类测控参数的有序传输,针对动态波形类大数据测试信号的共享变量传输可靠性差问题,提出一种基于文件动态拷贝的网络数据传输方案,设计严格的共享变量传输逻辑机制,实现了各类测控参数正确有序采集与传输。应用试验表明,设计的精密测控与加速度标校应用试验自动化系统满足加速度计在精密离心机上的标校自动化需求,显著提高了加速度计标校应用试验效率。     

精密离心机动态半径激光测量中死程的真空屏蔽

研究了精密离心机动态半径激光干涉测量中死程的真空屏蔽技术 ,介绍了其中的若干关键技术及其原理和特点 ,给出了系统设计公式。理论分析和实验证明该项技术能够消除长光路中各种环境因素的影响 ,并保证干涉测量系统的示值稳定性     

基于PXI的空气主轴回转及倾角误差测试系统设计

在对高精度精密离心机性能进行评价时,离心机空气主轴的回转误差和倾角误差是两个关键的考核指标;为了能够同时对空气主轴的回转误差和倾角误差进行测量,在三点法回转误差测量与分离技术的基础上,提出了一种两层三点法回转误差测量方法;针对该方法,设计了测试系统的软硬件结构,并基于PXI总线搭建了测试系统的硬件部分,在Labview开发环境下开发了误差测量与分离软件;利用该系统对在10-6级精密离心机的空气主轴回转级倾角误差进行了测试,验证了所提方法的有效性和可行性。     

离心机动态失准角测量方法的研究

针对精密离心机动态失准角测量中存在的问题,提出以双轴光电自准直仪为核心测量仪器的失准角测量方法,在测量系统中采用真空光路屏蔽技术,减少了由于测量环境空气扰动带来的误差。对组成测量系统的各环节进行了误差分析与设计,理论分析与实验表明系统测量不确定度可达到0 2″。     

基于Labview的薄壁件外形精密测试系统设计

针对接触式测量方式在精密检测过程中触针易磨损、扫描速度较慢和扩展性差等问题,开发了基于虚拟仪器和激光三角法的散热片外形精密测试系统。对散热片外形尺寸的测量原理进行了分析,并对测试系统硬件结构、软件结构、数据采集和滤波算法等关键技术进行了研究,给出了圆弧半径的具体测量评定方法。     

基于光学测量手段实时动态测量船体水平姿态

针对测量船传统实时水平测量方法精度较低（≥10.0″）的问题,引入了基于光学测量手段的动态实时船体水平姿态测量方法。采用＂光学编码精密测角＋惯性同步复示平台＋水平误差检测工具＂的设计模式,保证了跟踪的稳定性,提高了测量精度。实验结果表明：提出的方法可以提供比传统惯导系统更稳定、精度更高（纵摇5.37″,横摇3.60″）的船体水平姿态数据;可以作为一种普遍适用的运动载体精密水平测量监测手段,为运动载体实时提供高精度的水平基准信息,或用于运动载体惯导水平精度鉴定等。     

基于波前传感法的立方相位板面形测量

针对立方相位板的曲面特征,基于波前传感方法设计了面形测量系统。提出了波前数据到曲面面形的映射模型,借助图像处理方法有效地提高了测量的动态范围,实现了较大曲率的立方相位板面形精度的超精密测量。仿真分析表明,该模型的转换精度同传统算法相比提高了2~3倍,测量的动态范围提高了4倍,且仍有提高空间。最后搭建的实验系统实现了实际立方相位板面形的测量,通过与Wyko白光干涉仪的测量数据对比,验证了测量的准确性。     

直升机旋翼三维动态变形测量与可视化分析

针对直升机旋翼动载荷飞行试验测试需求,提出一种直升机旋翼三维动态变形测量与可视化分析方法。首先,根据直升机旋翼的结构特点和高速旋转特性,设计了以一组双目高清摄像头为核心的旋翼动态变形影像测量与监控及分析系统;其次,基于双目立体视觉测量理论,论述了测量系统标定、实时单点变形测量、散斑影像匹配、旋翼表面三维重建与三维动态变形可视化分析原理/方法;最后,在地面进行了模拟实测环境的仿真试验,实现了试验系统搭建、试验数据采集、处理与分析。试验结果证明,该方法可获得最大误差优于4 mm的定位测量精度,能很好地实现直升机旋翼三维动态变形测量,为飞行试验旋翼载荷测试数据分析等提供直观、可靠的数据与技术支撑。     

近距离高准确度光电测距技术的研究

研究了近距离光电测距系统的工作特点,设计了近距离光电测距相机光学系统.基于几何相似法原理,提出几何相似法光电测量系统的测量过程是一个不等准确度测量过程.重点研究了不等准确度测量过程中的测量数据处理技术,给出了测量系统测量数据修正的方法.同时对比了修正前和修正后测量结果的差异,明确指出,采用不等准确度最小二乘法处理测量数据可以提高极近距离处的测量准确度.     

光学加工过程中高次非球面的三坐标测量数据处理

三坐标轮廓检测是大口径高次非球面确定性加工过程中的主要面形测量手段。由于原始三坐标数据包含较大的检测误差,无法直接应用于加工过程,本文提出了一组数据处理算法对误差进行全面去除。首先,对获取的检测数据采用基于球心曲面重建的测头半径补偿算法进行测头半径误差补偿,然后对补偿后数据进行坐标系旋转平移误差去除,最后对提取的检测面形残差进行基于KNN的残差噪点过滤。其中,提出的基于球心曲面重建的测头半径补偿算法通过引入一个高精度的测头球心包络面拟合模型,来计算各检测点的测头半径补偿向量,仿真实验证明:算法补偿精度达到RMS<4 nm;提出的基于KNN的残差噪点过滤算法,通过采用插值方法提高样本空间密度和优化噪声度量值的计算,提高了噪点的识别敏感度并实现了噪点的自动化去除。最终根据整个误差清理算法构建了检测点云处理软件,应用实践表明其有效提高了镜面加工过程中检测点云的数据处理精度和效率。     

一种火炮动态性能测试系统测角精度的测量方法

在先进的火炮动态性能测试系统中,光学系统固有的畸变使得不同视场下的实际焦距不同,间接地影响系统的测角精度。使用一种基于最小二乘法的焦距标定公式,标定不同视场下统一的焦距量,能够有效地降低畸变的影响。利用该方法测得某型火炮动态性能测试系统的测角精度为2.34″,将该系统的测角精度从20″提高到5″以内。证明改进的标定公式有助于提高系统的性能指标。     

一种新的白光光纤传感系统波长解调方法

提出了一种新的白光非本征法布里-珀罗干涉（EFPI）光纤传感系统的干涉谱处理方法,在白光法布里-珀罗干涉光纤传感系统中,一个中心波长为850nm的发光二极管（LED）作为宽谱光源,HR2000高分辨力微型光谱仪用来测量返回的干涉光谱。通过跟踪干涉光谱中的特定谱峰点,法布里-珀罗干涉传感器的腔长值可以被解调出来。应用反向传播神经网络,解决了单峰测量方式的级次模糊问题。反向传播神经网络能够分辨出干涉谱中不同谱峰的干涉级次,因而可以进行多个谱峰的连续跟踪。从而实现了高精密度、大动态范围的测量。进行了基于这种干涉谱处理方法的白光法布里-珀罗干涉传感系统的应变测量实验。利用该传感系统实现了精密度达0．1με,500με范围的应变测量。     

光栅投影测量技术中的自适应采样方法

近年来,光学技术在测量领域的应用使测量获得的数据呈十几倍甚至几十倍地增长,造成了数据处理的困难.针对光栅投影非接触测量方法获得的海量数据,提出一种基于曲面变分的自适应采样方法以减少测量获得的数据量,并给出了采样的精度计算方法.根据测量对象的曲面变分进行自适应采样,获得测量点云,并根据自适应采样数据重构CAD模型.采样精度可以达到2.3 μm,拟合精度小于7.2 μm.     

双目立体视觉技术在结构试验中的应用

传统的动态位移测量方法属于接触式测量,常用应变式位移计直接测量结构变形,其测量精度往往取决于位移计安装情况,且测量的电信号容易受到试验环境的影响。随着光学测量技术的不断发展,基于双目立体视觉和数字图像处理技术的光学测量方法已开始应用于位移测量。为了解决传统动态位移测量的精度问题和环境对信号的干扰问题,将双目立体视觉技术应用到三层钢框架结构的振动台试验中,对结构在地震作用下的位移进行测量。研究结果表明:从位移时程和位移偏差率两方面同传统测量方法进行对比分析,光学测量方法减少了2.0 s~3.5 s的相对滞后时间,增强数据可靠性;位移偏差率最大为7.03%,最小为0.02%,均在测量误差允许范围之内,验证了光学测量位移方法在结构抗震试验中的可行性及优越性。     

Small-time scale network traffic prediction based on a local support vector machine regression model

In this paper we apply the nonlinear time series analysis method to small-time scale traffic measurement data. The prediction-based method is used to determine the embedding dimension of the traffic data. Based on the reconstructed phase space, the local support vector machine prediction method is used to predict the traffic measurement data, and the BIC-based neighbouring point selection method is used to choose the number of the nearest neighbouring points for the local support vector machine regression model. The experimental results show that the local support vector machine prediction method whose neighbouring points are optimized can effectively predict the small-time scale traffic measurement data and can reproduce the statistical features of real traffic measurements.