本文關(guān)鍵詞：大尺寸三坐標(biāo)測量轉(zhuǎn)站熱變形誤差補(bǔ)償優(yōu)化技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 大尺寸測量 轉(zhuǎn)站誤差 激光跟蹤儀 LM算法 線性熱變形

【摘要】：作為在飛機(jī)數(shù)字化裝配領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的三坐標(biāo)測量儀器,激光跟蹤儀擁有高精度、高效率等優(yōu)點(diǎn)。在飛機(jī)裝配過程中,需要頻繁利用公共觀測點(diǎn)對(duì)激光跟蹤儀轉(zhuǎn)站,計(jì)算出測量坐標(biāo)系與裝配坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)站參數(shù),從而將測量坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到裝配坐標(biāo)系下。本論文以某機(jī)型數(shù)字化裝配重點(diǎn)科研項(xiàng)目為依托,從激光跟蹤儀測量系統(tǒng)、轉(zhuǎn)站誤差等方面對(duì)提高跟蹤儀轉(zhuǎn)站精度技術(shù)進(jìn)行了研究,并著重研究了公共觀測點(diǎn)的熱變形補(bǔ)償技術(shù)。第一章介紹了數(shù)字化測量技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,激光跟蹤儀測量系統(tǒng)以及在數(shù)字化裝配領(lǐng)域的應(yīng)用。論述了研究激光跟蹤儀轉(zhuǎn)站測量背景和熱變形補(bǔ)償技術(shù)的意義,最后給出課題的主要研究內(nèi)容。第二章介紹了激光跟蹤儀測量系統(tǒng),數(shù)字化裝配系統(tǒng)中的裝配坐標(biāo)系、測量坐標(biāo)系、設(shè)備坐標(biāo)系,說明了激光跟蹤儀的轉(zhuǎn)站原理,利用SVD法求解轉(zhuǎn)站參數(shù)。第三章章從理論上分析了造成轉(zhuǎn)站誤差的因素,總結(jié)歸納激光跟蹤儀在工程應(yīng)用中測量誤差的構(gòu)成并提出了減小轉(zhuǎn)站誤差措施,最后結(jié)合轉(zhuǎn)站誤差給出了轉(zhuǎn)站精度的評(píng)價(jià)方法。第四章針對(duì)各個(gè)ERS點(diǎn)的在不同方向上熱變形規(guī)律不一致的情況,利用單位溫度下熱變形補(bǔ)償系數(shù)矩陣補(bǔ)償ERS點(diǎn),建立關(guān)于補(bǔ)償后ERS點(diǎn)的多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù),并利用Levenberg-Marquardt(LM)優(yōu)化求解,實(shí)驗(yàn)表明能夠達(dá)到有效的補(bǔ)償效果。第五章分析了求解單位溫度下熱變形系數(shù)矩陣三種方法,比較各方法的轉(zhuǎn)站誤差、轉(zhuǎn)站參數(shù)相對(duì)未補(bǔ)償轉(zhuǎn)站的變化和熱變形系數(shù)矩陣隨ERS點(diǎn)個(gè)數(shù)的變化。說明了三種方法的使用場合及條件。第六章總結(jié)了本文的研究內(nèi)容,對(duì)需要進(jìn)一步研究的幾個(gè)方面進(jìn)行了展望。
【關(guān)鍵詞】：大尺寸測量 轉(zhuǎn)站誤差 激光跟蹤儀 LM算法 線性熱變形
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V262.4
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 引言11-12
• 1.2 飛機(jī)數(shù)字化裝配中測量技術(shù)12-15
• 1.2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀13-15
• 1.3 激光跟蹤儀轉(zhuǎn)站測量15-17
• 1.3.1 激光跟蹤測量系統(tǒng)15-16
• 1.3.2 激光跟蹤儀技術(shù)在飛機(jī)裝配中的應(yīng)用16-17
• 1.4 課題研究背景和意義17-18
• 1.5 課題研究內(nèi)容18-19
• 第二章 激光跟蹤儀測量系統(tǒng)及轉(zhuǎn)站19-27
• 2.1 引言19
• 2.2 激光跟蹤儀系統(tǒng)組成及測量原理19-21
• 2.2.1 激光跟蹤儀系統(tǒng)組成19-20
• 2.2.2 激光跟蹤儀的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換20-21
• 2.3 數(shù)字化裝配系統(tǒng)中的坐標(biāo)系21-23
• 2.3.1 增強(qiáng)系統(tǒng)參考點(diǎn)22
• 2.3.2 裝配坐標(biāo)系22-23
• 2.3.3 測量坐標(biāo)系23
• 2.4 激光跟蹤儀轉(zhuǎn)站23-24
• 2.4.1 轉(zhuǎn)站定義23-24
• 2.4.2 坐標(biāo)系映射關(guān)系24
• 2.5 轉(zhuǎn)站參數(shù)計(jì)算24-26
• 2.6 本章小結(jié)26-27
• 第三章 激光跟蹤儀轉(zhuǎn)站誤差分析27-36
• 3.1 引言27
• 3.3 轉(zhuǎn)站誤差27-34
• 3.3.1 轉(zhuǎn)站誤差數(shù)學(xué)模型27-31
• 3.3.2 轉(zhuǎn)站誤差來源及分類31-32
• 3.3.2.1 儀器測量誤差31-32
• 3.3.2.2 測量條件誤差32
• 3.3.3 轉(zhuǎn)站誤差減小措施32-34
• 3.4 轉(zhuǎn)站精度34
• 3.5 本章小結(jié)34-36
• 第四章 基于LM算法的線性熱變形補(bǔ)償系數(shù)矩陣優(yōu)化36-52
• 4.1 引言36-37
• 4.2 轉(zhuǎn)站方法37-44
• 4.2.1 未補(bǔ)償?shù)腟VD分解法37-39
• 4.2.2 帶比例系數(shù)的Horn法轉(zhuǎn)站39-40
• 4.2.3 三維熱變形系數(shù)補(bǔ)償法40-42
• 4.2.4 跟蹤儀轉(zhuǎn)站熱變形誤差建模與補(bǔ)償方法42
• 4.2.5 現(xiàn)有轉(zhuǎn)站方法的不足42-44
• 4.3 ERS點(diǎn)線性熱變形模型44
• 4.4 熱變形誤差補(bǔ)償模型44-45
• 4.5 基于LM算法的補(bǔ)償系數(shù)矩陣優(yōu)化方法45-47
• 4.5.1 Levenberg-Marquardt算法45-46
• 4.5.2 構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)46
• 4.5.3 初始值選取46-47
• 4.5.4 計(jì)算補(bǔ)償系數(shù)矩陣47
• 4.6 實(shí)驗(yàn)與數(shù)據(jù)分析47-51
• 4.6.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容47-49
• 4.6.2 線性模型分析49-50
• 4.6.3 實(shí)驗(yàn)分析與結(jié)論50-51
• 4.7 本章小結(jié)51-52
• 第五章 基于LM算法補(bǔ)償系數(shù)矩陣優(yōu)化與誤差建模方法的對(duì)比52-67
• 5.1 引言52
• 5.2 仿真建模法52-53
• 5.2.1 仿真建模法的優(yōu)點(diǎn)53
• 5.2.2 仿真建模法的缺點(diǎn)53
• 5.3 實(shí)驗(yàn)求解法53-54
• 5.3.1 實(shí)驗(yàn)求解法優(yōu)點(diǎn)54
• 5.3.2 實(shí)驗(yàn)求解法的不足54
• 5.4 優(yōu)化求解法54-58
• 5.4.1 算法效率分析55-58
• 5.5 三種方法補(bǔ)償效果對(duì)比58-66
• 5.5.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容58-59
• 5.5.2 數(shù)據(jù)分析59-66
• 5.5.2.1 轉(zhuǎn)站誤差比較59-61
• 5.5.2.2 轉(zhuǎn)站參數(shù)變化比較61-64
• 5.5.2.3 熱變形系數(shù)矩陣隨ERS點(diǎn)個(gè)數(shù)變化的比較64-66
• 5.6 本章小結(jié)66-67
• 第六章 總結(jié)與展望67-69
• 6.1 總結(jié)67-68
• 6.2 展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-74
• 作者簡歷74

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