扭摆法测量飞行体转动惯量

根据扭摆法测量转动惯量原理,研制了基于气浮转台的大型转动惯量测量系统,提出了一种可展开式测量臂结构,利用任意轴定理,实现了一次工装就可以测量出飞行体对三个轴的转动惯量和惯性积,从而有效降低了多次安装带来的定位误差,系统采用了气浮转台,消除了扭摆过程中机械摩擦力对扭摆周期的影响。试验结果表明:转动惯量测量的相对误差不大于0.07%,由于采用了展开式测量臂结构,测量效率提高了3倍。

半导体激光器高精度温度控制系统的设计

温度对半导体激光器的特性有很大的影响，在要求半导体激光器输出稳定的波长情况下，必须对其温度进行高精度控制。文中介绍了半导体激光器的高精度温度控制原理和方法，详细给出了温控系统的机械结构和致冷器的控制电路。该系统可以达到０．０２℃的控制精度。

用FFT和IFFT计算圆度误差

简要分析了利用圆度仪测量国度误差的原理和评定方法，指出消偏和滤波是圆度误差数据处理过程中的关键问题。提出了用快速富里叶变换及反变换计算圆度误差的方法，给出了计算过程并进行了实验验证．该方法的主要特点在于统一了测量概念，为提高测量效率和简化仪器设计奠定了基础。

一种新的涡轮叶片型面的自动测量方法

叙述了一种新的涡轮叶片型面的自动测量方法，介绍了测量中的坐标变换和数据处理的原理。利用这种方法可对各种复杂的叶片型面进行跟踪测量。通过数据处理后能够消除被测叶片的安装误差，获得评定叶片型面的所有参数。

任意空间位置雷达天线反射面拟合与评定技术

为测定空间一任意放置的抛物面形状的天线反射面及其形变量,提出了基于天线表面离散点坐标进行抛物面拟合及其误差评定的方法。论述了运用Jacob i变换方法来处理系数相关性问题,并探讨了将通用系数形式转化为标准旋转抛物面方程的方法,从而求得抛物面在空间的位置、方向和大小。阐述了一种新颖的基于迭代思想的抛物面误差评定方法。实验结果表明该方法拟合精度可达0.1%,适用性广。

用散射光测量光滑金属表面的粗糙度

光滑表面散射光的角度分布包含了表面的粗糙度信息,即散射光的分布与粗糙度的均方根值R_q和自相关长度1值有关。本文用半导体激光器测量了金属表面散射光在入射平面的角度分布。用最佳曲线拟合法计算出表面粗糙度的均方根值R_q和自相关长度1。

利用散射光测量有椭圆形刃口的金刚石刀具锋利度的原理

本文提出了利用光学原理测量具有椭圆形刃口的金刚石刀具锋利度的方法，即通过测量刀刃表面的散射光的强度分布，从而获得刀刃几何形状的信息。文中首次提出了刀刃轮廊的椭圆模型，从理论上推导出了椭圆刀刃轮廊散射光的强度分布。

刀具侧面散射光对刀具半径测量的影响

当用散射光测量刀具刀刃半径时，刀具侧面的表面粗糙度将对其产生严重的干扰，本文从理论上分析了刀具侧面表面粗糙度所引起的散射光和由刀刃半径所引起的散射光的大小及分布，同时给出了对金刚石刀具测量的实验结果。

虚拟装配技术的研究综述

虚拟装配是虚拟现实技术在制造业的典型应用。从虚拟装配环境、虚拟装配关键技术、虚拟装配应用系统三个方面对虚拟装配技术的研究状况进行了分析和综述。探讨了现有虚拟装配环境系统的不足,研究了两种考虑人体活动的新型虚拟装配环境系统。总结了虚拟装配各关键技术的研究和应用概况,重点分析了虚拟环境下的装配建模、约束定位、工艺规划、人机因素等技术研究状况,指出了目前面临的主要问题。最后介绍了几种最近几年出现的典型虚拟装配应用系统,并指出了将来的发展方向。

大尺寸非回转体质量特性一体化测量系统的设计

针对目前质量特性测量设备无法满足某些型号产品测量需求的问题,设计了一套大尺寸非回转体质量特性一体化测量系统。该系统利用三点法、扭摆法和惯性椭球法分别测量产品的质量、质心、转动惯量和惯性积。采用自由旋转环和升降台机构使得待测件可以自由变换位姿,通过分析得到产品的最优测量位姿,并给出了结果修正算法以提高测量精度。样件测试结果表明,该系统只需对产品一次吊装就能测量其所有的质量特性参数,操作简单,并且能达到较高精度。

导弹转动惯量测试系统及误差分析

研制了可精确测量质量在100-1200kg范围内导弹等飞行体转动惯量的大型测试系统。利用可展开式测量臂结构，实现了一次工装就可以测量出导弹对3个轴的转动惯量，从而有效降低了多次安装带来的定位误差。对影响系统测量精度的误差因素进行了定量分析。对标准样件进行了实测，各轴的转动惯量测量误差均小于0．1％．

基于标准器的大尺寸测量系统坐标统一化方法

针对大尺寸测量系统坐标统一化过程中公共点的测量误差不可控制的问题,提出了利用可现场溯源的标准器取代传统的独立公共点的方法。设计了一种标准器,并用更高精度等级的三坐标测量机对标准器上各个目标点之间的空间几何位置关系进行标定,把这些几何位置关系作为约束条件。现场应用中多站大尺寸测量仪分别测量标准器上的目标点,计算出各个几何关系与通过标定的约束关系之差,将这个差值与设定的误差限进行比较,确定公共点的测量值是否有效。对该方法进行了理论分析和仿真证明。提出了7参数坐标配准算法对大尺寸测量进行空间坐标数据配准。用激光跟踪仪和激光雷达及4个标准器进行现场实验,实验结果与传统方法相比,坐标配准误差得到降低。为了进一步验证该方法的有效性,把一根经过检定的基准尺放置于测量空间的12个不同位置,使用标准器约束前后的两组坐标配准参数分别计算基准尺长度的平均值和标准差。实验结果表明,使用标准器约束方法能够提高大尺寸测量系统坐标统一化精度。

激光跟踪仪现场测量不确定度的评定

提出了一种评定激光跟踪仪现场测量不确定度的方法。通过移站测量来获得几个固定点的坐标位置,然后将测量结果进行处理,给出整个测量系统的测量不确定度。主要目的是为了将测量现场的环境、操作人员的技术水平以及仪器自身的性能等各方面影响都包含在测量不确定度内,从而为仪器精度的现场评估、不同仪器的现场测量比较以及环境变化对测量结果的影响分析等提供量化指标。

多功能半导体激光器驱动电源的研制

研制了一种单片机控制的连续半导体激光器(LD)驱动电源。LD可以工作于自动电流控制(ACC)模式、自动功率控制(APC)模式和自动电压控制(AVC)模式。LD的电流可实现0～2A连续可调,满量程精度在±0.1%以内;对LD的温度可以实现精确的控制,采用了比例积分(PI)控制技术,并结合积分分离的思想,使温度控制快速而有效,控制精度为±0.1℃;采取了软启动控制、短路开关和限幅保护的措施,有效地保证了LD的安全。实验表明:该电源具有智能化程度高、抗干扰能力强、稳定度高和使用方便的优点。

最小条件下一般二次曲面轮廓度误差的评定

为准确、快速地评定任意位姿的一般二次曲面轮廓度误差,提出以改进粒子群算法(IPSO)和角度分割逼近法为基础的最小区域评定方法。首先,提出角度分割逼近法计算的所有测量点与一般二次曲面的距离,并以其中最大值作为任意位姿二次曲面方程拟合算法的目标函数。其次,结合模型中目标函数的特点,提出以最优化解析法思想、自然选择和杂交结合PSO算法的新IPSO算法解决误差评定模型的优化问题。实验采用上述方法对某抛物面天线进行评定,与最小二乘算法(LSM)、标准PSO算法的结果和进化曲线等进行比较,同时比较商用软件SA的评定结果。结果表明结合PSO、最优化分析法思想、角度分割逼近法的新方法可更快速、准确地解决任意位姿的二次曲面轮廓度误差评定问题。

水下声信号的激光干涉测量

为准确测量水下目标的发声频率,在光学暗室下建立了基于激光干涉法探测水下目标的实验系统。当水下声源引起水表面波动时,用激光照射水面,携带声波信息的水面散射光与参考光干涉,利用精密光学测量装置探测光程差的改变,通过数据采集和处理系统从干涉信号的频谱分析图中解调出水下声信号的频率信息。干涉信号的频谱分析图中存在以水下声信号频率为中心的频带,频带宽度与自然水表面波引起的多普勒频移有关。实验结果表明,水下发声目标引起水表面波动的振幅在纳米级,系统可以实时探测出4～15kHz的水下声信号,且测量标准偏差<7Hz。该系统可满足水下目标识别技术的实时性、准确性等要求。

激光跟踪仪在大尺寸工件几何参数测量中的应用

介绍了激光跟踪仪的工作原理 ,开发了用于航空航天制造业大尺寸工件装配测量的激光跟踪仪专用测量软件 ,提出了可取代机械工装的“电子工装”测量方法。

分数次幂多项式核函数在核直接判别式分析中的应用

提出了在核直接判别式分析(KDDA)中采用分数次幂多项式核函数的方法,并在ORL人脸库中对多头部姿态、尺度等变化进行了实验。实验结果表明,采用分数次幂多项式核函数比采用整数次幂多项式核函数时的KDDA误识别率明显要低(取36个特征数时,误识别率低2%),且随着使用的特征数不断减少,这种优势愈加明显。实验充分证实了在KDDA中采用分数次幂多项式核函数的有效性及其对人脸的光照、头部姿态、面部表情等变化的鲁棒性。

激光跟踪仪在固体火箭发动机推力线测量中的应用

分析了静态条件下发动机推力线横移和偏斜的产生原因,介绍了激光跟踪仪的测量原理,并提出了一种激光跟踪仪测量发动机推力线的方法。从测量方法和仪器两方面进行了精度分析。发动机推力线测量实例证明了该方法的可行性;误差仿真计算结果证明了该方法具有较高的测量精度。