基于变速扫描技术的大尺寸台阶测量（英文）

为了提高大尺寸台阶结构的单边测量精度、缩短测量时间,基于变速扫描技术,并利用傅里叶变换提取法及单边台阶评价算法进行扫描干涉信号的处理,提出并搭建了具有变速扫描功能的白光干涉测量系统。并且利用该系统对标称值为9.976±0.028μm的台阶标准样板进行了测量,10次重复性测量结果为9.971μm,标准偏差量为0.007μm,测量时间仅为35 s,远小于常规扫描方法的222 s,大大缩短了测量时间,因此说明了该系统在大尺寸台阶结构测量中,具有较高的精确性与高效性。

周期性变速扫描机构驱动控制方法研究

针对存在周期性变速运动的微波遥感器机械扫描驱动系统,根据其扫描运动的速度、位置控制要求,采用步进电机做为执行元件研制开发了一套驱动控制系统。该系统不仅能完成运动轨迹的控制,而且速度精度和扫描周期的误差等指标满足给定的要求。描述了该系统的组成,转速、转矩等参数的特性匹配设计过程以及控制实现方法,并对系统的速度精度、扫描周期误差等主要性能测试进行了简单介绍。

16层螺旋CT冠状动脉成像图像质量相关影响因素分析及最佳扫描条件选择(心脏体模模拟实验)

目的采用新型心脏动态体模，对16层螺旋CT冠状动脉成像图像质量相关影响因素进行分析，并探讨在不同心率下的扫描速度和重组算法选择。材料与方法采用GE公司研制的新型心脏动态体模，心率设置为40-95次／min（间隔5次／min）共12组。采用GE LightSpeed 16层螺旋CT，以心脏冠状动脉扫描模式对不同心率下的心脏体模进行扫描，X线球管转速（即扫描速度）设置为0．5s／r和0．6s／r。所有的扫描数据在R-R间期90％时相分别以单扇区（Snapshot segment）、双扇区（Burst-2）和四扇区重组（Burst-4）3种心脏重组算法进行重组。所有重组数据传至AW4．1工作站行后处理成像。后处理方法采用容积再现（VR）、多平面重组（MPR）。分别对不同重组图像进行评分。统计学处理采用析因分析和多元线性回归分析。结果（1）总模型具有统计学意义（F=11．15，P〈0．0001）。不同心率（F=11．99，P〈0．0001）、不同转速（F=5．76，P=0．00196）、不同重组算法（F=9．21，P=0．0003）对图像质量有显著的影响，三者的交互作用均无显著差别（P〉0．05）；（2）不同心率间比较，心率≤65次／min时图像质量评分较高（P〈0．05）；（3）不同扫描速度比较，0．5s／r时，图像质量评分较高（P〈0．05）；（4）不同重组算法之间比较：重组算法为Burst-4和Burst-2时，图像质量评分较高（P〈0．05），但两者之间差异无统计学意义（P〉0．05）；（5）心率、扫描速度及重组算法与图像质量间具有多元线性回归关系（标准化回归系数分别为-0．70794、-0．16449和0．27341，F=34．43，P〈0．0001），各回归系数具有显著性。结论心率、扫描速度及重组算法等是影响16层螺旋CT冠状动脉成像图像质量的主要因素，可采用新型心脏动态体模进行评估。合理利用扫描参数能有效提高图像质量和检查的成功率。

空间超大幅宽低畸变红外成像扫描控制

本文以空间超大幅宽低畸变红外变焦扫描成像系统为研究对象,分析给出地面畸变与成像系统瞬时视场角的关系,提出变速扫描成像并推导了扫描角速度公式。为解决匀速360°旋转扫描效率低和双向摆动扫描成像需安装扫描线矫正器所导致的系统复杂性高、可靠性低的缺点,设计了一种正弦加速度快速回扫的方法。对变速扫描以及正弦加速度快速回扫方法进行了仿真及实验,结果表明扫描控制系统慢速扫描与快速回扫之间状态切换稳定,扫描起止角度误差仅为1.44角秒,扫描速度稳定度为±0.5%,扫描成像过程时间误差为83μs,回扫时间误差为250μs,整个扫描周期时间偏差小于1倍像元积分时间(355μs),扫描效率达86%,在提高了扫描效率的同时减小对扫描机构的冲击与振动,满足成像要求。正弦加速度快速回扫方法对机载红外扫描成像系统快速回扫运动设计也具有一定指导意义。

激光淬火硬化层的不均匀性及其控制

通过45钢样块的激光表面淬火试验,分析了进、出端硬化层深度差异及其与激光工艺参数的关系,提出了改善硬化层均匀性的激光淬火方法—分段变速扫描。

空间变速扫描用高精度永磁同步电动机伺服系统仿真研究

针对某空间扫描镜伺服系统技术要求,采用永磁同步电机直接驱动扫描镜。控制器采用了位置环、速度环和电流环控制器三环设计。通过Matlab/Simulink对扫描伺服系统进行软件仿真。仿真结果表明:输入给定位置周期信号,系统扫描周期精度在0.696±0.001 s之内,且匀速旋转(角速度5.808 rad/s,稳速精度0.3%)的运行角度范围大于58,°满足了扫描伺服系统的性能指标要求。

新体制光学遥感卫星变转速环扫控制方法

针对基于圆锥扫描的新体制超宽覆盖光学遥感卫星在变转速环扫成像过程中,多条带在固定时间内有效拼接的问题,为了确保其在一个环扫周期内,卫星在相机开机期间绕对地轴慢速稳定自旋、相机关机期间变转速快速自旋,并且在下一次相机开机时刻自旋到指定的相位,提出一种bang-bang控制与固定时间控制相结合的复合控制方法。首先给出变转速姿态控制问题的数学模型,并采用两次坐标旋转,分别描述垂直于自旋轴和绕自旋轴的运动,建立光学环扫成像卫星的姿态模型。针对变转速环扫控制问题,将bang-bang控制与固定时间控制相结合,设计控制策略,并推导固定时间控制律。仿真校验结果表明,所提出的控制方法对于解决光学环扫成像卫星变转速环扫控制问题具备有效性,并具有良好的控制精度。

大尺寸航空发动机叶片的高效型面检测方法

介绍了一种基于三坐标测量机的高效型面检测方法。在传统叶片型面测量方法基础上,优化了传统扫描路径,提出了分区域、曲率自适应变速扫描方法,有效地解决了大尺寸叶片传统测量方法中频繁更换测针的问题。研究了一种过度扫描策略,通过高级编程对采集数据进行滤波,并采用数学拼接的方法得到完整叶型封闭曲线,用来分析叶片的几何参数。提出的大尺寸叶片检测方法在保证检测精度的同时,提高约40%的检测效率,并完善了传统检测方法叶型曲线不完整的问题。

变厚度熔覆层沉积成形工艺与性能研究

为减少由等厚度熔覆层成形引起的阶梯效应,提出变扫描速度和不等高搭接方法打印变厚度熔覆层.基于光栅扫描路径,建立了变厚度切片模型,并与等厚度熔覆层成形工艺对比,分析了斜坡长方体的表面质量、硬度以及微观组织分布.实验结果表明:采用变厚度熔覆成形工艺能有效提高成形件的几何精度,并揭示了成形件纵截面上晶粒生长方向的变化规律.在成形件的扫描和搭接方向,最大硬度值均出现在高端附近.

采用变速白光扫描干涉术测量大尺度台阶结构

针对传统白光扫描干涉术在对一些垂直尺度较大器件的测试中,存在测量时间长、信号利用率低等问题,本文提出了应用于白光扫描干涉测量的变速扫描策略,并开发了基于预定义模式的变速扫描和基于自动对焦模式的变速扫描两种具体的实现方式。本文方法能够控制测量系统仅在有干涉条纹存在的空间区域采集图像,而在其它区域加速运行,从而提高了测试效率。测量过程中,通过编写的测量软件控制纳米测量机(NMM),并利用NMM的高精度定位能力实现变速扫描。实验测试了一个100μm台阶结构,相对传统固定步长扫描法,变速扫描在保持高精度的基础上提高了测量效率。

基于振镜变速扫描的激光淬火光学系统

为了提高激光淬火硬化层形貌的均匀性,提出了一种基于振镜变速扫描的激光淬火光学系统。系统由QBH(quartz block head)、准直聚焦一体镜、单轴振镜和振镜变速扫描控制系统等组成。通过设定振镜扫描系统的变速区域宽度和变速系数,可实现能量中间低、两端高的“鞍形”光场分布。建立了重复变速扫描系统的等效热作用光场模型,并通过ANSYS软件模拟了45钢激光淬火过程中的温度场。重点分析了振镜扫描系统的变速系数和变速区域宽度对淬火后相变硬化层均匀性的影响。仿真结果表明,变速系数或变速区域的增大改善了硬化层的均匀性。采用千瓦级光纤激光器作为光源,进行了等变速区域不同变速系数的激光淬火实验。取硬化层深度降低至最大值90%的位置作为匀化区域的边界,变速系数为0.8时获得的硬化层的匀化区域宽度为5.1 mm,比振镜匀速扫描的匀化效果提升了约42%,实验结果与仿真结果吻合较好。