混合策略改进鲸鱼优化算法在圆柱度误差评定中的应用

机械零件的形位精度对其互换性以及功能质量具有极其重要的影响,其中圆柱度误差是评价回转类零件精度的一个重要指标。设计一种基于混合策略改进的鲸鱼优化算法,以提高圆柱度误差在评定过程中的精度和收敛速度。首先,在初始种群的生成中引入Tent混沌映射和非线性参数,以提高解的质量;其次,为了改善算法的局部搜索能力,在螺旋式位置更新阶段引入一个自适应权重系数;最后,在随机搜寻阶段引入莱维飞行从而提高全局搜索能力。通过采用不同优化算法的实验和结果对比分析,提出的算法在圆柱度误差评定精度和速度方面均有一定提升。

基于海鸥算法的圆柱度误差评定方法

圆柱体零件的几何精度直接影响到机械设备的总体性能,而圆柱度误差是圆柱体零件的几何误差之一,对圆柱度误差进行精确测量和评估十分重要。针对最小区域圆柱度误差评定能否达到全局最优的问题,提出了一种基于新型元启发式海鸥算法(SOA)的圆柱度误差评定方法。首先,对圆柱体轮廓要素的提取进行了阐述,并建立了基于最小区域法的圆柱度误差评定模型;然后,介绍了海鸥优化算法中海鸥的位置更新原理、算法的优化准则和算法流程;最后,用Talyrond 585LT圆柱度仪提取了6个圆柱零件的轮廓数据,并进行了评定,通过对比不同种群数的优化结果,找到了最佳种群数,同时将其所得结果与采用遗传算法(GA)所得结果进行了对比。研究结果表明:种群数的选择对海鸥算法的优化结果影响较大,在种群数为30时能达到最优解,其精度比遗传算法高,其运行时间随着种群数的增加而增加。海鸥算法优化过程稳定,在评定最小区域圆柱度误差(MZC)方面有较好的适应性。

大深径比深小孔圆柱度误差评价

针对直径在1 mm以下、深径比超过10∶1的深小孔检测及评价困难的问题,提出使用超声波设备对大深径比的深小孔进行检测的方法。利用电火花穿孔机在实验工件上加工出直径1 mm、深度为100 mm的通孔,借助搭建的超声波检测平台将深小孔视作工件的内部缺陷,在工件表面对加工的深小孔工件进行检测;将超声波设备检测获取的声程时间数据通过坐标化处理,转化为深小孔的坐标数据,在MATLAB软件中利用遗传算法优化的最大内接圆柱法、最小外接圆柱法、最小二乘法和最小区域法等4种圆柱度误差评价模型,对深小孔的坐标数据进行误差分析。结果表明:采用提出的检测方法可成功检测大深径比深小孔;采用遗传算法优化的4种圆柱度误差评价模型均可求解出对应的圆柱度误差,且符合最小区域法误差最小的准则。

基于误差转换的汽车曲轴圆度及圆柱度误差评价数学模型构建研究

针对国内汽车曲轴轴颈圆度误差、圆柱度误差检测普遍存在的效率低、精度低等问题,建立基于误差转换的平面曲线和空间曲线误差数学模型,结合圆和圆柱的数学表达建立满足最小包容条件的圆度和圆柱度误差评定数学模型,并采用遗传优化算法计算出符合最小评定要求的曲轴轴颈形位误差,解决了理想包容要素位姿参数不精确的问题。同时,建立基于图像域的汽车曲轴轴颈形状误差检测试验台,针对测量过程中连杆轴颈沿主轴颈公转运动,从而导致连杆轴颈图像域检测数据存在坐标不归一问题,以曲轴法兰端特征孔为基准,通过模板匹配特征与孔边缘提取实现了连杆轴颈圆度和圆柱度测量数据空间坐标归一化处理。以某型号发动机曲轴为例进行大样本误差检测试验,并与三坐标测量机测得的结果进行对比,数据分析表明提出的曲轴轴颈形状误差检测方法的精度为1μm,且重复检测误差在0.1μm以内,证明了其理论上的正确性及实践操作的可行性。

直角坐标系下计算圆柱度误差的一种实用算法

建立了采样数据为直角坐标值、坐标原点可以任意选取、各离散采样点之间也不要求为等角度间隔情况下 ,圆柱度误差评定的最小二乘数学模型。通过精度分析 ,证明该模型具有理论的正确性与实际的可行性。

基于坐标变换的圆柱度误差评定算法

提出了一种基于坐标变换的圆柱度误差评定算法。在任意位置放置、直角坐标采样、各离散采样点之间不要求为等角度间隔情况下,建立了可同时实现圆柱度误差的最小区域法、最小外接圆柱法和最大内接圆柱法评定的坐标变换法评定模型。详细阐述了利用坐标变换求解圆柱度误差的原理和步骤,给出了数学计算公式及计算机程序流程图。试验结果表明,该算法可以有效、正确地评定圆柱度误差。

圆度仪的调平和圆柱度误差评定

从圆柱度误差的测量要求和圆柱度误差评定搜索算法两个方面研究了提高测量精度的方法。为了减小圆柱度误差测量中的工件倾斜误差,设计并分析了两点垂直布局的调平方法;根据工件轴线的方向余弦,计算得到了两点调整的高度值,克服了手动调整存在的问题,实现了工件快速精确调平并提高了工件圆柱度的测量精度。由于圆柱度误差评定是对满足最小条件的圆柱轴线的搜索,文中针对Nelder-Mead单纯形法的收敛精度依赖于初始解和收敛速度较慢,提出了拟牛顿法和Nelder-Mead单纯形法相结合的联合算法来实现全局最优解的快速准确搜索。对经典测试函数的Matlab仿真及实际测量数据的应用表明,该联合算法能有效地提高收敛速度和收敛精度,其收敛速度提高了50%,收敛精度提高了1倍,从而提高了工件圆柱度误差的测量精度。

直角坐标采样时的圆柱度误差数学模型

根据国家标准中有关圆柱度误差的定义,建立了任意空间位置回转表面圆柱度误差的最小二乘数学模型,该模型的坐标原点可以任意选取,各离散采样点之间也不要求为等角度间隔·用计算机进行了仿真分析·结果表明,该模型的计算结果与仿真结果十分吻合,由评定模型引入的误差极小,可以忽略不计·在此模型基础上,采用四维无约束的最优化直接算法,可求得符合最小条件的圆柱度误差值·该模型既可用于三坐标测量机也可用于其他智能量仪测量零件的圆柱度误差·

基于遗传算法的圆柱度误差评定方法

建立了圆柱度误差最小区域评定的目标函数,并利用遗传算法对目标函数进行寻优.所建立的目标函数基于圆柱度误差最小区域定义,可以评定空间任意位置圆柱度误差的最小区域解,对测点无特殊要求.通过计算验证,该函数利用改进的遗传算法可以精确搜索到理想轴线的矢量方向并计算出圆柱度误差最小区域解,且计算结果稳定.该算法还可以推广用于圆柱轴线为基准的其它形位误差评定.

基于坐标测量机和拟粒子群进化算法的圆柱度误差检测与评定

建立了任意位置下基于坐标测量机检测的圆柱度误差最小区域解的数学模型,提出了采用拟粒子群进化算法求解最小区域圆柱度误差新方法。该算法使用实数编码,由拟随机Halton序列产生粒子的初始位置和速度,基于浓缩因子法修改粒子的速度。为了验证算法的有效性,对文献中测量数据采用提出的方法进行圆柱度误差计算并将结果与多种算法计算结果进行比较,同时在加工中心加工大量轴类零件,使用三坐标测量机对零件进行实测,应用该进化算法计算最小区域圆柱度误差并与三坐标测量机给出的结果进行比较。实验结果均证实了提出的方法不仅优化速度快、计算精度高,而且算法简单,需设置参数少,便于推广应用。

基于修正单纯形法的圆柱度误差优化评定

对圆柱度误差评定理论及应用进行了研究,建立了圆柱度误差评定的规划模型,探讨了误差评定的最小条件判据,提出直接求解规划模型的修正单纯形法,并给出了求解的步骤.最后对实际测量数据进行了误差评定,结果证明,该方法有较高的精度和速度.另外,此评定方法具有很强的通用性,对于其它形状误差的求解提供参考.

基于改进遗传算法评定圆柱度误差

针对圆柱度误差评定的特点,提出了一种基于实数编码的改进遗传算法同时实现圆柱度误差的最小区域法、最小外接圆柱法和最大内接圆柱法评定。同时建立了用遗传算法实现圆柱度误差最小区域法、最小外接圆柱法和最大内接圆柱法评定时目标函数数学模型的计算方法。通过不同评价方法对圆柱度误差在不同初始值下进行多次评定,证明该方法都能收敛到全局最优解,而且计算结果稳定。该算法可以推广应用到其它形状误差评定中。

基于多种群遗传算法的圆柱度误差评定

分析了最小区域条件下求解圆柱度误差的研究现状,针对现有的圆柱度误差评定方法不能适用于任意位置圆柱度误差计算的情况,提出了一种求解多变量、非线性圆柱度误差的实数编码多种群遗传算法,阐述了算法的基本思想和步骤,建立了基于最小区域条件的优化目标函数。实验结果表明该方法有效地提高了全局搜索能力,进化过程稳定,能够快速获得多变量非线性问题的最优解,适用于各种位置情况的圆柱度误差评定。

圆柱度误差虚拟测量仪的设计及OpenGL应用

介绍了虚拟测量仪技术和软件开发平台LabWindows/CVI,讨论了在设计圆柱度误差虚拟测量仪时所涉及到的采样方法、理论基础、数学模型等,采用对置两测头法误差分离技术,从而显著地降低了实际测量时对基准件的精度要求,给出了圆柱度误差虚拟测量仪的设计理念、开发实例以及OpenGL在圆柱度误差虚拟测量仪中的应用方法,所设计的虚拟测量仪的软面板可以显示圆柱度误差的三维误差图形,为分析误差产生原因,控制误差产生提供依据·

具有二重机制的生物地理优化算法及圆柱度误差评定研究

生物地理学优化算法(Biogeography-base optimization,BBO)是一种新型的智能算法,因其参数少、易于实现等优点而受到学界的广泛关注和研究,并显示出了广阔的应用前景。为了提高算法的优化性能,对BBO算法提出一种改进。改进的算法在将差分优化算法(Differential evolution,DE)中的局部搜索策略同BBO算法中的迁移策略相结合的基础上,针对迁移算子和变异算子分别做出改进,并通过基准函数的测试证明了改进后的算法在迭代过程中种群进化、寻优能力以及算法的收敛性能得到进一步提升。尝试将改进了的生物地理学优化算法应用于圆柱度误差评定。依据国家标准,结合最小区域法,以圆柱度误差数学模型为目标函数,该算法实现了误差评定优化求解。通过该寻优结果与其他方法的评定结果的比较,验证了该种算法的可行性和正确性及其优越性。

应用自适应混沌差分进化算法评定圆柱度误差

根据评定误差的最小包容区域准则,应用坐标变换法建立评定圆柱度误差的4变量无约束优化模型。由于差分进化(Differential evolution,DE)算法具有概念简单和收敛速度快的优点,文中利用一种改进DE算法——自适应混沌DE(Adaptive chaotic DE,ACDE)算法求解评定圆柱度误差的无约束优化问题。通过2个基准函数优化问题的对比测试,验证改进算法的有效性。最后,给出2个圆柱度误差评定实例。结果表明,ACDE算法的计算效率优于遗传算法和蜂群优化算法,可靠性和稳健性优于6种对比智能算法。误差评定模型和求解方法适用于形位误差测量仪器及三坐标测量机。

混合教与学算法的圆柱度误差评定方法研究

为提高圆柱度评定精度,建立了圆柱度数学模型,将圆柱度误差最小区域求解转化为求目标函数的最小值优化问题。采用二次退火教与学算法对目标函数进行求解,主要包括学生分组排序,"教"阶段与"学"阶段等步骤。针对原始教与学算法求解精度不高,易陷入局部最优等问题,在"教"与"学"两个阶段两次采用模拟退火算法,以一定概率选择较差解来更新最优解,增强算法多样性,从而充分提高计算精度。最后进行求解,并根据终止准则求得计算结果。将该寻优结果与其他方法的评定结果相比较,验证了该算法的可行性及优越性。

零件圆柱度误差测量的现状及发展趋势

介绍国内外圆柱度误差测量的历史、现状 ,分析并概括了国内外同类课题研究中提出的误差分离技术及其应用情况 。

珩磨加工中圆柱度误差的评定方法研究

针对最小二乘法评定误差较大,而遗传算法及免疫算法等智能仿生算法,由于算法复杂,设置参数过多,收敛较慢等原因,结合圆柱度误差评定的特点及珩磨具体工况,提出采用二分迭代法,基于最小二乘结果,实现了珩磨工况下圆柱度误差的在线高效评定。结果表明,此算法运行时间只需0.219002s,收敛速度快,评价精度高,结构简单,容易理解,适用于珩磨动态在线测量及实时处理系统,从而更好地实现珩磨加工过程的实时指导控制以及珩磨效率和珩磨精度的有效提高。

滑阀内孔圆柱度误差气动测量系统的研究

提出了一种基于压力式气动测量原理的滑阀阀套内孔圆柱度误差测量方法,建立了基于该方法的自动测量系统。在分析滑阀阀套内孔圆柱度误差的气动喷嘴扫描测量原理及测量采集点的特点基础上,研究了基于改进遗传算法的极坐标下最小区域圆柱度误差的评定与计算方法,并进行了实验研究。实验和分析结果表明,该测量方法和系统具有分辨率高和测量精度高的特点,圆柱度误差评定算法的计算效率高、结果稳定可靠,能够满足滑阀阀套内孔圆柱度误差现场自动化测量的要求。