数控机床复杂曲面零件的加工路径优化与误差补偿技术研究

通过直线段逼近法、样条曲线法以及Voronoi图与Delaunay三角形法等路径规划算法,对加工轨迹进行优化,以适应复杂曲面的高精度加工需求。采用遗传算法、蚁群算法和粒子群优化算法等智能优化算法,实现加工路径的优化。针对数控机床在加工过程中的几何、热和动态误差,提出了一套适用于复杂曲面零件加工的综合误差补偿技术。

基于毫米波雷达的飞行器三轴垂直度时变误差补偿方法

飞行器在飞行过程中由于外界因素引起垂直度变化,而垂直度测量的误差影响了飞行器的飞行任务控制,为此,提出基于毫米波雷达的飞行器三轴垂直度时变误差补偿方法;在飞行器飞行环境下,构建地面坐标系,作为垂直度的测定、补偿标准;借助毫米波雷达技术精准的测距,结合飞行器的姿态检测结果,测定飞行器三轴垂直度;考虑飞行器组成结构和工作原理,计算三轴垂直度的理论值;通过理论值与测定值的比对,得出时变误差的辨识结果,以时变误差量为补偿量,完成垂直度误差补偿工作;通过实验得出结论:优化设计方法的剩余三轴垂直度误差减少0.35 mm,在优化设计补偿方法作用下飞行器姿态角偏差明显减小,环境适应能力更强。

延长油田井下分层注水流量计误差补偿方法

提出一种针对延长油田井下分层注水的流量计误差补偿方法。根据流量计测量原理获取流量计测量值,并在此基础上完成流量计示值校正;针对由温度和流体状态引起的流量计误差,开展温度与流体状态的解耦处理。设计一种多元线性回归模型,分析多个温度因变量与测量值的关系,得到最优补偿系数估计值,将求取的系数向量代入根据多元线性回归模型得到的输出信号多元线性回归方程,即可得到温度补偿后的流量值。通过雷诺数获取注水流体状态,定义上临界速度和下临界速度,并设计补偿系数计算方法,完成误差补偿。实验结果表明:利用所提方法完成误差补偿后,提高了流量计的测量准确性。

基于通道误差补偿的宽带相控阵天线波束控制方法

由于宽带相控阵天线波束指向易偏离,导致单元波束主瓣频率较高,因此基于通道误差补偿设计了宽带相控阵天线波束控制方法。首先设置最佳阵列布局,对每个通道的相位和幅度进行校准修正,进行通道间的差异补偿;其次针对通道误差进行精确补偿确定波束指向,建立宽带相控阵天线波束控制模型,优化波束的形状和指向,实时调整阵元的激励幅度和相位;最后引入子阵级延迟,实现宽带相控阵天线的波束控制。实验结果表明,基于通道误差补偿的宽带相控阵天线波束控制方法得到的单元波束主瓣频率均高于对比方法,最高为5.78 GHz。因此,所提方法在波束主瓣频率控制方面表现更优,具有更高的波束指向精度和稳定性。

定向钻钻具姿态测量系统误差补偿方法研究

定向钻钻具姿态测量精度会受多种误差因素影响,本文针对该系统中加速度计、陀螺仪和磁力计的确定性误差、随机漂移误差以及温度误差,提出相应的补偿方法,构建了随机漂移的数据融合算法,通过精确的姿态测量和实时的轨迹监测,有效提高了姿态测量精度,可为青岗坪煤矿排水管线工程顺利实施提供保障,希望可以为国内同类项目提供经验借鉴。

不断轨称重衡称重误差机理分析及误差补偿方法改进

针对轨道衡称重误差补偿不佳问题,提出不断轨称量轨式动态衡原理及轨道衡称重误差补偿方法。分析剪力称重波形图,确定传感器非线性特性,结合梯度训练法回归方程,构建误差补偿模型。计算轨道衡在稳定与倾斜状态下的受力,构造传感器输入输出拟合函数,进行误差逼近补偿。实验结果显示,补偿后误差最大减12.13 kg,倾角0°~35°内波动值控于0.7 kg以下,有效提升了补偿效果。

基于LuGre摩擦模型参数辨识与误差补偿方法的综述

文章对机械系统中LuGre摩擦模型的参数辨识与误差补偿方法进行了文献综述,并从参数辨识和误差补偿两个方面对该模型的应用进行了探讨。首先,介绍了LuGre摩擦模型的基本原理和数学表达式。其次,概述了常见的LuGre摩擦模型参数辨识方法。然后,讨论了LuGre模型的误差补偿方法。最后,指出了未来研究的发展方向。通过对LuGre模型参数辨识与误差补偿方法的综述,可为相关领域的研究者提供参考和启示,有助于进一步推进摩擦补偿技术的发展和应用。

基于误差补偿的光源调频非线性校正研究

由于FMCW光源非线性频率调制的影响,其差频信号的频谱会出现展宽,降低频谱分辨率,因此光源非线性校正是该体制激光雷达精确测距的前提。为了避免现有非线性校正技术系统结构复杂,测量成本高的缺陷,本文提出了基于误差补偿的FMCW光源非线性校正法。该方法通过输出信号与线性回归数据之间的误差,构建与输出信号频率变化趋势相反的校正数据作为激光器的调制信号源。经过若干次循环补偿,逐步将输出信号频率与线性回归数据之间的决定系数提高到0.9995以上。最终通过距离测量实验,验证了该方法的有效性和可行性。

旋转惯导姿态误差补偿方法分析

旋转惯导能够实现误差自补偿,从而提高系统导航精度。但旋转惯导中的旋转结构较为复杂,存在轴系的非正交误差、测角误差等,导致姿态输出随着旋转而发生波动,影响着惯导姿态解调输出的精度。针对惯导姿态误差补偿方法,选取4种常用的拟合补偿方法进行讨论,并结合实际采集数据,进行试验比对与分析,为后续工程应用提供参考。

六轴串联机器人关节转角误差补偿及运动学标定

机器人运动学标定是几何量计量领域的热门研究方向之一。针对现有串联机器人运动学标定方法一般都忽视关节转角误差补偿的问题,在六轴串联机器人关节转角误差实验数据分析基础上,提出一种基于切比雪夫多项式拟合的机器人关节转角误差补偿,并在关节转角误差补偿之后进行机器人本体运动学标定。然后,利用激光跟踪仪对ABB IRB 1410机器人进行关节转角误差补偿和本体运动学标定实验验证,实验结果表明:该方法可以将机器人的绝对定位误差均值由2.11 mm降至0.66 mm。研究工作将为进一步提升机器人定位准确度提供理论基础和技术条件。

多波段薄膜的波长误差补偿设计方法与应用

用于多光谱探测系统的多波段薄膜元件,其光学性能直接影响到系统的探测成像质量。为解决薄膜制备过程中多波段波长与理论设计光谱之间的偏差而造成的高性能多波段光学薄膜制备技术难题,提出了一种多波段光学薄膜的波长误差补偿设计方法。结合多光谱ZnS光学窗口上镀制5波段激光膜层的研究,利用波长误差补偿设计方法设计了膜系结构,采用真空蒸镀技术完成了膜层的制备,使用分光光度计和红外傅立叶光谱仪对实验结果进行测试。结果表明:镀膜后的多光谱ZnS光学窗口在5个工作波段的透射率曲线与理论分析结果高度一致,满足技术指标,验证了这种波长误差补偿设计方法的有效性。

基于双目视觉的6D位姿测量误差补偿方法

针对双目视觉设备测量误差较大且单点测量误差在视野范围内分布不一致,导致测量6D位姿精度和稳定性较差的问题,提出了一种测量误差补偿方法。为了解决传统回归模型在小样本多输入多输出情况下拟合效果较差的问题,采用基于多输出最小二乘支持向量回归(MLSSVR)的算法,实现了单点测量误差准确预测,并采用遗传算法对模型超参数进行全局寻优;为了实现跟踪坐标系的位姿测量误差补偿,结合位姿测量原理,将线性问题转化为最优估计问题,通过最小化坐标变换误差函数,将多个单点预测误差转化为多点耦合误差,从而实现了6D位姿测量误差补偿。实验结果表明,所提方法将跟踪坐标系的平均位置测量误差在3个方面上分别降低了63.4%、45.2%和75.0%,平均姿态测量误差分别降低50%、48.4%和53.1%;与其它现有补偿方法相比,所提方法能显著提高双目视觉设备的测量精度,并保证不同观测角度下的测量误差补偿有效性。

基于输入整形的丝杠传动的振动误差补偿

针对丝杠传动系统中存在的由机械结构弹性形变产生的振动误差,首先,通过改进集中参数法与分布式参数法相结合的方法建立系统拉格朗日方程,从而求得动力学模型,得到X、Y方向上的传递函数,并将闭环传递函数进行降阶处理;然后,在Simulink中仿真实验,根据降阶函数计算输入整形器参数,分别比较ZV输入整形和ZVD输入整形的误差补偿效果;最后,在自主研发的实验平台进行应用验证:在负载较轻的X轴运动时,两种补偿方法稳定性相差不多,ZV输入整形器调整时间更短;而在负载较重的Y轴运动时,ZVD输入整形器更稳定。

数控装备误差补偿关键技术研究

制造业虚拟工厂模式可以降本增效、优化服务质量,是应对全球化激烈竞争的不二选择。在该模式下,为不断提升产品质量,主要研究与之生产过程相关的数控装备精度提升关键技术即误差补偿关键技术,具体包括误差源分析、误差建模、误差测量及误差数据处理。由此,以五轴机床为数控装备的代表,找出了影响其精度的45项几何误差;并通过误差建模,构建了这45项误差与五轴机床系统总误差的关系;其次,根据五轴机床误差特性,构建了测量系统,并证实了该系统的有效性;最后,针对测量数据,展开误差处理分析,解决了非测量节点数据问题,同时大幅降低了数据量信息,为快速有效地进行误差补偿奠定了数据基础。

机器学习的高精度毫米波雷达测距信号误差补偿方法

毫米波雷达是一种常用的非接触式测距技术,受环境因素以及测量过程中存在的各种误差影响,测距结果可能存在一定的误差。研究误差补偿方法可以有效提高毫米波雷达的测距精度,从而更准确地获取目标物体的距离信息。为此,提出了机器学习的高精度毫米波雷达测距信号误差补偿方法。通过高斯滤波器去除雷达测距信号中的噪声,完成信号的去噪处理。利用模拟插入脉冲计数法和四象限光斑定位法,测量目标物体的距离和角度信息,通过自适应惯性权重与收敛因子优化粒子群算法,并利用优化后的粒子群算法改进BP神经网络,将测量的距离和角度信息输入到改进的BP神经网络中展开训练,即可得到补偿后的雷达测距信号。实验结果表明,该方法的信号处理效果好,补偿后的毫米波雷达测距信号方位角和俯仰角误差接近于0,且信号平滑度较高。

基于SVM的航位推算误差补偿

在使用机器学习方法对自主水下航行器(AUV)航位推算进行误差补偿时,通常采用神经网络算法。但神经网络需要大量的训练样本才能达到稳定的训练结果。为了解决此问题,文中对支持向量机(SVM)在航位推算的误差补偿问题进行研究。利用SVM训练出误差补偿模型,对航位推算进行误差补偿,提高了导航精度。误差补偿模型选取AUV的俯仰角、横滚角和航向角,多普勒计程仪(DVL)对地的前向、右向和天向速度以及航位推算时间等7个参数作为输入参数,以全球卫星定位系统(GPS)和惯导+DVL组合提供的经纬度与航位推算的经纬度差作为模型的输出,训练出误差补偿模型。对比神经网络算法,在数据量较少的前提下,SVM训练模型和神经网络训练模型的相对误差分别为0.28%和0.93%。进而通过湖上试验得出,SVM训练模型能够将航位推算的相对误差控制在0.5%内。

基于DBO-BP的工业机器人定位误差补偿方法

为提高工业机器人绝对定位精度,提出一种基于DBO-BP与离线前馈校正相结合的方法。该方法适用于工业机器人定位误差补偿研究。通过使用拉丁超立方抽样法获取工业机器人的位姿样本,并利用BP神经网络建立误差预测模型,应用DBO优化算法改善了局部最优现象,从而提高了模型的收敛性和鲁棒性。经过离线前馈补偿处理后,降低了工业机器人定位误差,大幅提高了机器人绝对定位精度。这种方法能够有效提高机器人的精度和稳定性,并为工业机器人的精准定位问题提供了可行的解决方案。

伪目标迭代生成的机器人误差补偿算法

针对机器人误差模型建立后的误差补偿问题,提出一种改进的伪目标迭代算法。该算法用每次迭代中生成新的伪目标来修正关节角,从而不断减小机器人实际误差。完善了伪目标迭代算法流程,提出了5种新的不同的伪目标生成方法,分析了各种方法的特点和适用场景。结合多种伪目标生成方法提出了一种集成算法,进一步提高误差补偿精度。使用HSR-JR612机器人进行仿真实验,仿真结果表明,算法耗时在毫秒级别,补偿效果好,集成算法能进一步提高位姿补偿效果。最后使用UR10机器人与激光跟踪仪进行实验,实验结果表明,补偿后机器人末端位置误差可以减小到0.06 mm以内,姿态误差可以减小到0.025°以内。

6轴工业机器人在线误差补偿处理方法

随着现代制造业的发展,6轴工业工业机器人的应用越来越广泛,其对生产效率和质量的影响也日益显著。然而,由于制造过程中各种因素的影响,如机械磨损、环境温度变化等因素都会导致机器人工作精度下降。因此,如何有效地进行在线误差补偿成为了当前6轴工业工业机器人领域中的一个重要问题。将提出一些基于6轴工业机器人在线误差补偿处理方法,以提高6轴工业机器人的工作精度,并为实际应用提供参考。

基于在机测量的曲面共形电路3D打印误差补偿方法

基于3D打印技术制备曲面共形电路具有广阔的应用前景,然而,由于曲面基材加工误差和导电线路定位误差的影响,导致曲面电路3D打印头高度难以精确控制,进而影响打印精度。为此,本文以气动式直写打印为研究对象,提出了一种“在机测量+线路模型重构”的打印头高度误差补偿方法。设计了一种曲率自适应测量点选取方法,利用NURBS曲线反算法对测量数据进行重构,还原真实线路模型。通过生成真实线路的打印轨迹,替换原始理论打印轨迹,补偿了打印头高度误差。自主搭建了一套集成了在机测量系统的曲面共形电路3D打印平台,设计了直线、圆弧与NURBS自由曲线3种形状的线路,进行补偿前后电路打印的对比实验。结果表明,未进行补偿前,在线路曲率较大的地方,线路在基板上的波峰处会产生拉丝现象,波谷处会产生堆叠现象,而补偿后的导线线宽比较均匀;进一步对每条导线的电阻进行测量,发现各条线路补偿前的电阻值波动较大,补偿后的电路的电阻值均匀,且相较补偿前平均降低65.99%,最大电阻降幅达85.75%。