基于改进松鼠搜索算法优化神经网络的数控机床进给系统热误差预测

为探究数控机床进给系统中各因素对热误差的影响规律,建立精准的热误差预测模型。在进给速度为10 m/min、环境温度20℃的条件下进行进给系统热误差测量实验,获得进给系统关键点的温升及热误差。为提高预测精度,采用Tent混沌改进松鼠搜索算法,并利用改进的算法对神经网络进行优化,建立热误差预测模型。利用热误差测量实验获得的数据进行验证,结果表明改进前的神经网络预测误差为12.23%,改进后的模型预测误差为8.92%,精度有较大提升。利用预测模型针对不同进给速度下相同位置处热误差进行分析,结果表明,进给系统中关键测温点的温度和丝杠各点的热误差随着进给速度的增加而增加。因此提出的预测模型可实现进给系统热误差的准确预测,为误差补偿提供理论依据。

矿井煤岩界面节点式雷达快速动态探测系统及实验研究

煤岩界面识别技术是煤矿智能化开采的关键技术之一。基于高频雷达波探测技术可实现煤岩界面的随采高精度探测,但仍存在矿井超大采高(≥6 m)片帮垮落带来设备的安全风险及采高突变(采高≤2 m)时空间限制设备通过的问题。在前期工作基础上提出了一种矿井煤岩界面节点式雷达快速动态探测系统并进行了煤岩界面探测实验研究,主要内容包括:①阐述矿井节点式雷达观测系统原理,根据矿井工作面实际环境设计煤岩界面识别观测系统方案及雷达传感单元安装方式;②研究并提出节点式采集控制系统和信息交互传输设计方案,实现数据动态采集控制及存储;③针对节点式采集方式及煤岩界面雷达反射回波特征,研究提出了节点探测数据增强处理方法、煤岩界面识别算法,可有效的实现煤岩界面智能识别与追踪、煤层厚度及空间坐标解算。为验证该方法的可行性,采用多个中心频率为1.5 GHz的探地雷达传感单元进行物理模型验证实验,并对节点式数据采集和连续数据采集结果进行了对比分析,实验结果表明:节点式采集方法与连续采集方法均可有效识别出煤岩界面,与连续采集方法相比,本文提出的节点式探测方法可实现数据的快速动态重复性采集,单次采集时长控制在10 s以内,煤层厚度探测结果平均误差为1.07 cm,最大误差为1.47 cm,平均误差百分比为7.64%。本方法为矿井智能化开采中煤岩界面的动态高精度探测提供技术支撑。

高精度五轴龙门数控加工中心综合误差建模与辨识

针对五轴数控机床在加工过程产生的多类别融合误差影响着机床加工精度的问题,提出一种基于误差耦合的综合误差模型建立方法。从误差源的角度出发,分析影响机床加工精度的主要因素,探究不同误差对机床加工精度的影响。在此基础上建立了目标机床的拓扑结构和低序体阵列,从而完成了基于多体系统理论的理想状态和实际状态下的综合误差齐次坐标变换矩阵的推导,由此建立起目标机床的综合误差模型,并给出了综合误差模型正确性的验证。提出了一种先插值后拟合方法对五轴数控机床误差进行拟合。实验结果表明,该方法可有效地处理误差波动较大的数据,相较而言,拟合偏差降低了3.04%,提高了五轴数控机床综合误差模型精度。

全旋转随钻姿态测量系统的研制

针对现有随钻姿态测量设备安装在无磁钻铤内部所导致空间利用率低等问题,提出一种全旋转随钻姿态测量系统。全旋转姿态测量系统以三轴加速度计、三轴磁力计与三轴陀螺仪为主要测量结构;以FPGA芯片和MCU芯片组成AMP运行模式的多核处理器为控制核心;同时采取UKF滤波、误差修正的性能改善措施;最后应用四元数法解算出井斜角、方位角、工具面角。搭建工装实验平台验证系统可行性。实验结果表明:转速为1.00 r/min和1.50 r/min时,井斜角45°、方位角135°测量误差最大,井斜角、方位角绝对误差分别为2.24°,3.16°。井斜角45°、方位角0°时,转速4.00 r/min工具面角绝对误差最大,工具面绝对误差为3.22°。该测量系统能在工装平台实时测量并解算3种姿态角。

基于非合作目标的运动平台导航误差估计

针对运动平台位置测量通常精度不高的问题,文章基于非合作目标的运动平台导航误差估计方法,将平台的导航误差建立为随时间一阶变化的模型,求解平台的运动参数,并使用线性模型拟合不同目标相对于不同平台的位置测量。通过对比参考平台与其他平台对相同目标运动参数估计的差异,求解平台的导航误差参数,并对平台运动参数进行校正。数值仿真证明了算法的有效性,并分析了测量次数对导航误差估计精度和目标定位精度的影响。

时间反转直扩通信系统及性能分析

时间反转传输技术的空时聚焦特性能够有效地提升通信系统的性能.本文设计了一种将时间反转技术应用于直扩通信系统的方案,并对多径衰落信道下单用户和多用户系统的接收信干噪比、系统容量、误比特率等性能进行了理论分析与仿真验证.理论与仿真结果表明,通过时间反转预处理,直扩通信系统的性能得到了改善,且优于复杂度较高的多通道Rake接收的系统,且多径数目越多,优势越明显.

永磁定位系统磁传感器的两步迭代优化标定方法

为减小磁传感器位置、方向和灵敏度系数误差对永磁定位系统定位定向精度的影响,提出了一种基于最小二乘法的两步迭代(TSI)磁传感器标定方法。首先,校准磁传感器的方向和灵敏度系数,再进行位置校准,多次迭代后可以得到稳定的标定参数。其次,使用粒子群优化(PSO)算法与序列二次规划(SQP)算法结合进行迭代求解,在算法优化过程中,增加三组未知数约束,提高求解精度。最后对比使用不同标定方法的永磁定位系统定位定向精度,测试结果表明,所提标定方法较传统基于最小二乘的标定方法的系统定位精度提高20.48%,定向精度提高35.55%。

电池热释放烟气分析系统的校准

提出电池热释放烟气分析系统的校准方法。采用氧气、二氧化碳、一氧化碳、氢气、甲烷标准物质进行试验,选取示值误差、重复性、响应时间、零点漂移和量程漂移作为校准项目,建议计量技术指标:每种气体在量程内,示值误差为±3.0%,重复性不大于1.5%,响应时间不大于30 s,零点漂移和量程漂移均为±2.0%。通过校准实例对校准方法进行验证,验证结果表明该校准方法切实可行,可为该类设备计量技术规范的制订提供参考。

数控精密立式磨床空间误差建模及溯源分析

数控精密立式磨床在加工时具有变形量少、圆度更好的优点,广泛应用于机床行业中套筒类、盘类、环类、小型工作台等零件的磨削加工领域。与国外相比,国内机床行业在高端磨床领域存在着生产效率低、加工精度差等问题。以某型号数控精密立式磨床为研究对象,首先通过研究各关键部件之间的运动关系,得出相应的几何误差参数,运用多体系统理论建立了部件之间的变换矩阵,进而得到磨床的精密加工约束方程,从而建立磨床的空间几何误差模型。依据该空间误差模型,建立误差灵敏度模型,得到影响加工精度的关键误差项。最后针对关键误差项进行误差修复,完成对数控立式磨床加工精度的优化,可在立式磨床设计阶段提供一定的设计理论基础。

基于动态理论模型的电液伺服加载前馈补偿复合控制系统

针对一般电液伺服系统存在的非预期负载扰动和非线性干扰等问题,为了提高系统的自适应能力和动态响应的品质,减小系统跟踪和输出响应的误差,提出了一种基于动态理论模型的电液伺服加载前馈补偿复合控制方法。首先,阐释了电液伺服试验台的结构组成及其数学模型,分析了系统力矩控制和位置控制的结构关系;然后,论证了自适应前馈补偿复合控制的伺服原理,阐述了以调速理论模型和实际模型的误差函数作为调速依据的前馈补偿和复合控制的原理和方法;最后,进行了系统仿真,同时为了验证基于动态理论模型的自适应前馈补偿复合控制策略的合理性和有效性,对伺服系统进行了加载试验。研究结果表明:采用该复合控制策略可以精确算出对伺服马达进行转速补偿的基准值和调整参数,系统动态响应速度比采用传统闭环控制算法提高了8%以上;系统控制器自适应能力和抗扰动性能也明显优于采用传统PI闭环控制及模糊PI闭环控制算法的系统;通过对比分析0.2 Hz和0.5 Hz的正弦响应曲线可知,该系统的位置跟踪曲线性能最优,控制精度最高,实际输出值的误差也最小。

基于新媒体平台的信息通信网络自动化监测系统

信息通信网络监测效果在一定程度上影响了网络运行质量,在不影响网络运行进程的前提下,从硬件和软件两个方面,优化设计基于新媒体平台的信息通信网络自动化监测系统。加设新媒体数据采集器,改装网络数据处理器和监测服务器,调整系统电路的连接方式。在确定的网络测点位置上安装硬件设备,利用新媒体平台自动采集信息通信网络实时数据,从时域方面提取网络数据特征,得出网络入侵状态、流量、通信速率、传输时延等参数的监测结果,实现系统的自动化监测功能。通过系统测试实验得出,与传统监测系统相比,优化设计系统得出通信流量和速率监测误差分别降低0.09 GB和0.06 GB/min,同时系统监测面积扩大约76%。

基于Simulink轮胎跳动对重型车转向特性影响分析

转向过程轮胎受地面载荷影响呈现跳动,而其对车辆稳定转向产生重要影响。车辆与地面间的接触是通过轮胎得以实现,轮胎受力直接影响到车辆转向稳定性。选用重型车辆轮胎外倾时的受力进行分析,基于此,对空载和满载工况下,高低速转向时的转角偏差进行分析;并对空载和满载工况下,转向时,车轮的摆动误差及滑移量进行分析,获取不同工况下各参数最优的数学模型;根据数学模型分析,基于Simulink搭建包含承载特性的转向系统模型,以此分析不同转速条件下轮胎的受力和轮胎跳动对转向的影响;应用实际车辆,选取双移线转向工况,对比分析运行轨迹和转角关系的差异,以此验证数学模型和仿真分析的可靠性。结果可知:在转向过程中,各轮胎的侧向力变化趋势基本一致;随着车速的增加,在转向过程中各轮胎所受的侧向力也呈现增加的趋势;随着速度的增加,前轴内侧轮胎受力先减小后增加;满载时,车轮跳动对车轮摆动误差的影响随着车轮转角增大而增大,而空载时,则影响更大,变化趋势也更复杂;实车测试与仿真轨迹基本保持一致,且外侧轮转向角曲线基本无较大变化,保持一致特性,误差小于3%,表明数学模型和仿真分析的准确性,为此类设计提供参考。

参数不确定连续系统的预见重复控制器设计

针对一类参数不确定连续时间系统,本文提出一种具有预见补偿的重复控制器.首先,引入重复控制器,采用预见控制理论中误差系统的方法,构造出包含未来目标值信号信息的扩大误差系统,将原系统的预见重复控制问题转化为扩大误差系统的反馈控制问题;然后,针对扩大误差系统,利用Lyaounov方法和线性矩阵不等式技巧给出闭环系统渐近稳定的条件.并基于此,设计预见重复控制器.最后,数值仿真表明本文结果的有效性.

电池储能系统绝缘电阻检测方法误差分析

电池储能系统绝缘电阻检测对电池储能电站的安全运行至关重要。为了解决常用的平衡-不平衡电桥法测量误差较大且有随机性的问题,建立了平衡-不平衡电桥法的计算机仿真模型,研究了绝缘电阻检测的误差影响因素。从电压测量误差偏置和电压测量精度2个方面对绝缘电阻检测误差的影响进行了分析。针对正母绝缘降低时的测量范围不宽和测量结果不准确的工程实际问题,对平衡-不平衡电桥法进行了改进。提出了电桥电阻如何选型的理论依据和具体方法。针对正负极绝缘同时降低时测量的准确性较差,存在绝缘监测死区的问题,利用仿真模型绘制出的三维曲面图进行分析,提出了可变阻值切换桥法,该方法可有效增加该工况下的检测准确度。最后工程现场的实际测试验证了误差分析和参数选型的正确性。该研究成果对电池管理系统绝缘监测功能的设计和参数选型提供了参考和理论依据。

指针式压力表测量精度评价及误差来源分析

为了确定指针式压力表在日常使用过程中可能存在的误差及其来源,提高测量结果的准确性,本研究将测量系统分析(MSA)与正交试验设计相结合,应用于压力表的精度评价与误差分析。通过测量数据的重复性和再现性分析,确定系统存在一定误差。采用正交试验设计的方法进一步探究误差来源,通过改变测量人员、水平读数角度、垂向读数角度进行试验,结果表明,测量人员对测量结果影响较大,其次是水平读数角度,垂向读数角度影响最小。针对压力表的误差来源,提出应规范操作流程和正确安装压力表位置以减小测量误差。

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。

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。

OFDM系统中一种A-MMSE信道估计算法

针对正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)系统中最小均方误差(Minimum Mean Squared Error,MMSE)信道估计算法误码率(BER)高的问题,提出一种平均最小均方误差(Averaged-Minimum Mean Squared Error,A-MMSE)信道估计算法。该算法首先基于802.11n标准而构造了一种新的导频结构,收发两端分别进行降采样和过采样处理,利用已知训练序列和导频获得信道频域响应。仿真结果表明,所提出的A-MMSE信道估计算法与传统的MMSE算法相比,在BER为10^(-3)时,信噪比改善了约8dB。因而所提出的信道估计算法能明显改善系统的BER性能。

足球运动落地错误评分系统测试非接触性损伤风险标准评估

背景:落地错误评分系统(LESS)测试是评估非接触性损伤风险的标准,目前尚无对中国大学生足球运动项目的开发。目的:建立大学生足球运动落地错误评分系统测试评估标准,为评价该人群非接触性损伤风险提供依据。方法:设计前瞻性队列研究,对10所高校足球队的219名运动员进行标准落地错误评分系统测试,通过问卷和医学检查跟踪调查受试者测试后1年内下肢和躯干非接触性损伤情况,确定落地错误评分系统测试指标的性别差异及评估标准。结果与结论:①219名受试者落地错误评分系统总分(8.22±1.65)分,其中男性(8.29±1.74)分、女性(8.07±1.44)分,男女间比较差异无显著性意义(P>0.05);②测试后1年内,219名受试者总体损伤率为10.05%,发病率为15.98%;男性受试者下肢及躯干非接触性损伤的损伤率为12.75%,发病率为20.13%;女性受试者下肢及躯干非接触性损伤的损伤率为4.29%,发病率为7.14%,男女间损伤率比较差异有显著性意义(P<0.05);③损伤组落地错误评分系统总分高于非损伤组[(9.50±1.14),(8.08±1.64)分,P<0.01];男性受试者中,损伤组的错误评分系统总分高于非损伤组[(9.63±1.12),(8.09±1.73)分,P<0.01];④落地错误评分系统总分曲线下面积为0.773(P=0.000),对男性受试者下肢及躯干非接触性损伤风险有诊断意义,最佳截断点为8.5,灵敏度为0.842,特异性为0.623,阳性似然比为2.233,阴性似然比为0.254,相对危险系数为8.400,比值比为8.816;落地错误评分系统总分对女性受试者下肢及躯干非接触性损伤风险没有诊断意义;⑤结果表明,落地错误评分系统测试可以作为中国大学生男性足球运动员下肢及躯干非接触性损伤风险的评估标准,最佳截断点为8.5分,落地错误评分系统测试≥8.5分的男性运动员下肢及躯干非接触性损伤风险是<8.5分运动员的8.40倍。

新型旋转激光扫描系统轴系调整与误差标定

旋转激光扫描系统是一种基于精密转台结合多路激光的空间多目标并行角度传感系统。为改善系统光源性能,设计了一种采用光纤从外部导入光源的新型轴系结构。但是当激光以一定角度穿过中空的转轴进入镜组后,若倾斜入射柱镜,将导致出射的扫描光面型发生变化。针对此问题,研究了一种基于平行线的传递性的激光光轴姿态的调整方法,并借助激光跟踪仪测量平台,分别对光轴与转轴轴系进行拟合,建立了对光轴倾斜误差的标定方法。实验结果表明,调整后光轴与转轴轴线的空间夹角优于0.15°,完全满足扫描光截面中心直线度对激光入射柱镜的角度要求。该调整方案可用于系统的装配环节,使扫描光更加接近理想平面,有助于系统测量精度的提升。