國防工業(yè)和航空航天技術(shù)的發(fā)展,對球形慣性器件的形位精度要求越來越高。面對迫切的高精度球度測量需求,本文針對球度誤差測量中的球面輪廓形狀特征提取與球度誤差評定方法展開研究。對于基于兩旋轉(zhuǎn)自由度對心式測量系統(tǒng)的球面輪廓精確重構(gòu)問題,以及最小區(qū)域球（MZS）、最大內(nèi)切球（MIS）和最小外接球（MCS）準(zhǔn)則下球度誤差的快速精確評定問題,進(jìn)行了理論分析、建模仿真和實(shí)驗(yàn)研究,主要完成的工作如下:為實(shí)現(xiàn)球面輪廓形狀特征的精確提取,建立了球面輪廓對心式測量系統(tǒng)和采樣策略模型;設(shè)計了適用于不等間隔采樣數(shù)據(jù)的高斯型零相移數(shù)字濾波方法,基于擬合角度完成對高斯濾波器權(quán)函數(shù)的修正;對在采樣過程中由傳感器初值差異、測件放置偏心、轉(zhuǎn)角讀數(shù)誤差等因素產(chǎn)生的測量誤差進(jìn)行校正,提出了基于三維正交基準(zhǔn)的球面輪廓匹配與數(shù)據(jù)融合方法:在球面輪廓匹配條件下,完成被測輪廓與主基準(zhǔn)輪廓的中心對準(zhǔn);根據(jù)被測輪廓與主基準(zhǔn)輪廓、副基準(zhǔn)輪廓A、副基準(zhǔn)輪廓B的交點(diǎn)測量差值構(gòu)造目標(biāo)函數(shù),通過優(yōu)化獲取目標(biāo)函數(shù)最小值對應(yīng)角度實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)角校正;在此基礎(chǔ)上,基于均值原則實(shí)現(xiàn)被測輪廓的尺寸匹配。仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所提出的輪廓匹配與數(shù)據(jù)融合方法能夠有效還原被... 

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究的目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析
        1.2.1 球面輪廓提取方法研究現(xiàn)狀與分析
        1.2.2 球度誤差評定方法研究現(xiàn)狀與分析
    1.3 課題主要研究內(nèi)容
第2章 球面輪廓提取中的相關(guān)理論及方法研究
    2.1 引言
    2.2 球面輪廓采樣的數(shù)學(xué)模型
        2.2.1 球面輪廓采樣系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
        2.2.2 球面輪廓采樣策略的數(shù)學(xué)表達(dá)
    2.3 赤道圓輪廓數(shù)據(jù)的零相移數(shù)字濾波器設(shè)計
        2.3.1 零相移濾波的基本原理及其實(shí)現(xiàn)方法
        2.3.2 高斯型零相移數(shù)字濾波器設(shè)計
        2.3.3 高斯型零相移數(shù)字濾波器性能分析
    2.4 球面輪廓數(shù)據(jù)的融合方法設(shè)計
        2.4.1 球面輪廓數(shù)據(jù)融合的基本原理
        2.4.2 基于三維正交基準(zhǔn)的球面輪廓數(shù)據(jù)融合方法
        2.4.3 截面輪廓數(shù)據(jù)的插值方法研究
        2.4.4 球面輪廓數(shù)據(jù)融合方法的仿真分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 基于笛卡爾坐標(biāo)系的球度誤差評定算法研究
    3.1 引言
    3.2 球度誤差評定準(zhǔn)則的數(shù)學(xué)定義
    3.3 經(jīng)典NELDER-MEAD算法研究
    3.4 基于搜索路徑改進(jìn)的多方向自適應(yīng)對稱搜索方法
        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 多方向自適應(yīng)對稱搜索方法
        3.4.4 仿真實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析
    3.5 與特征點(diǎn)模型結(jié)合的評定結(jié)果校正方法
        3.5.1 特征點(diǎn)模型(FPM)設(shè)計方法
        3.5.2 NM-FPM復(fù)合算法
        3.5.3 仿真實(shí)驗(yàn)分析與結(jié)果分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與結(jié)果分析
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)搭建與測試
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件與裝置
        4.2.2 轉(zhuǎn)位裝置中心對準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
        4.2.3 升降裝置穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        4.3.1 球面輪廓數(shù)據(jù)采樣實(shí)驗(yàn)
        4.3.2 球面輪廓擬合與球度誤差評定
        4.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于動態(tài)改變權(quán)重粒子群算法的球度誤差評定[J]. 胡捷,崔長彩,黃富貴.  圖學(xué)學(xué)報. 2012(05)
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[7]經(jīng)線法球度測量的評定方法研究[J]. 徐烈,譚久彬,張杰.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2001(05)
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碩士論文
[1]高精密球冠表面輪廓測量理論研究[D]. 袁周.安徽工業(yè)大學(xué) 2016
[2]圓柱輪廓精密測量中的濾波與調(diào)心調(diào)傾技術(shù)研究[D]. 丁曉暉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[3]基于氣動測量的球徑球度測量系統(tǒng)研究[D]. 唐海勇.合肥工業(yè)大學(xué) 2007



本文編號：3670924