国内外数控机床定位精度对比分析研究

为寻找国产机床与进口同类产品的真实差距,选定两台适用于航空结构件加工的三坐标加工中心进行定位精度指标研究。依据ISO 230-2和GB 17421.2-2000标准中有关定位精度等误差算法,对测试数据进行计算和统计分析。研究发现,进口机床在绝大多数轴线的精度指标要优于国产机床,其重复定位精度等级较高决定了进口机床具备更强的补偿和精度调整能力。造成相对落后的原因主要是在轴线上少数位置存在突越现象,轴线一致性较差。

星载线阵CCD相机与激光测高仪无控定位精度对比分析

光学立体测绘卫星测高精度受姿态确定能力的限制,难以实现1∶10 000及以上大比例尺无控立体测绘。激光测高卫星的高程精度高,考虑结合2种遥感手段,提升测绘卫星的无控定位精度。为比较高分辨率立体测图卫星与激光测高卫星的无控定位精度,介绍了星载线阵CCD立体相机及激光测高仪的几何定位原理,构建了相应的几何定位模型,推导了各自的误差传播方程。参照目前平台及载荷的技术水平,分析了卫星参数及各项测量指标,通过仿真估算了两者在同卫星平台上的无控定位精度,并进行定量对比分析。结果表明:同平台下星载线阵CCD相机平面定位精度优于星载激光测高仪,而后者的测高精度明显高于前者。

北斗二号与北斗三号定位精度对比分析

为了进一步检验北斗三号基本系统的基本导航定位服务性能,首先阐述北斗卫星导航系统发展历程及定位原理,然后在成都地区相同时间、地点、测试环境下,对北斗二号和北斗三号B1I频点、B3I频点单频定位性能进行测试分析。结果表明:在95%置信度条件下,北斗三号B1I频点定位精度与北斗二号定位精度基本相当;B3I频点定位精度优于北斗二号;位置精度衰减因子(PDOP)值分布在0~2范围内,明显优于北斗二号。

北斗三号系统与其他导航卫星系统单点定位精度对比分析

论文采集了世界上多个不同国家的卫星数据,利用数据处理软件NET_diff,分别对BDS-3、BDS-2、GPS、GLONASS和Galileo进行了伪距单点定位解算,得到北斗三号系统与其他系统的定位精度对比结果,促进对北斗三号系统的应用研究。

机器人几何参数标定误差模型对定位精度影响研究

机器人几何参数误差是影响机器人定位精度的主要因素,通过对几何参数标定能够有效提高机器人定位精度。为了解决机器人在标定过程中的奇异性问题,采用改进的Denavit-Hartenberg(MDH)方法建立机器人几何参数模型,根据微分误差原理分别建立了机器人几何参数标定位姿误差和位置误差及姿态误差模型,并通过对几何参数冗余性分析及采用Levenberg-Marquardt(LM)算法辨识几何参数误差,研究不同误差模型对机器人定位精度影响。实验结果表明:采用位姿误差模型对机器人几何参数标定后其末端位置和姿态精度均能提升约75%,适于在有高精度定位要求的机器人中推广应用。

应用激光跟踪仪和单目视觉检测三维水模体定位精度方法研究

针对三维水模体检测方法较少、检测过程复杂等问题,提出基于激光跟踪仪和单目视觉的三维水模体定位精度检测方法。激光跟踪仪三维水模体定位精度检测对比实验验证三维水模体在有水和无水的情况下定位精度一致。单目视觉三维水模体定位精度检测实验结果表明:X轴、Y轴、Z轴和空间对角线的定位误差均在0.050 mm以内,重复性分别为0.030 mm,0.064 mm,0.056 mm,0.140 mm,X轴和Y轴的垂直度为0.800 mm,Y轴和Z轴的垂直度为0.761 mm,X轴和Z轴的垂直度为0.503 mm,与激光跟踪仪的测量精度在一个量级。最后,经不确定度分析得到相邻点距离测量误差的标准差为0.0187 mm,满足检测要求。两种方法都能实现非接触测量,简化冗杂的检测过程,可满足医院对医用直线加速器的日常检测需求。

一种提高多基地天波雷达目标定位精度的方法

分析了引起多基地天波雷达目标定位误差的原因,对测距误差和定位模型误差两种影响定位精度的主要因素进行了仿真计算。比较发现,定位误差主要来源于多站定位模型,由定位模型中电离层虚高的假定条件与实际不符所引起。给出了减小模型误差,提高定位精度的方法。以某多基地天波雷达系统为对象,对修正后的定位模型进行了不同误差条件下的模拟测试,并利用系统对目标船的跟踪数据进行了验证。结果表明,模型改进后目标定位的精度得到了较大程度的提高。

近景摄影测量在协作机械臂末端重复定位精度中的应用

针对协作机械臂末端重复性定位研究,从近景摄影测量的角度出发,使用基于角锥体原理的空间定位算法,完成了数据采集与算法验证工作。该方法具有设备组成简单、操作简单、使用效率高的特点,在具体的机械臂末端重复定位精度测试中具有一定的使用价值。

双臂工业机器人协作定位精度姿态误差校正

为提高机械臂在货物交接时对多种控制状态的适应能力,设计了一种双臂工业机器人协作定位精度姿态误差校正方法,以达到械臂运动参数校准的目的。建立了机械臂残余姿态误差数学模型,精确地对机械臂残余定位误差进行计算。研究结果表明:运动特性曲线呈现平滑分布的特点,加速度突变程度很小,表明该系统能够满足工况作业要求。姿态误差有效补偿能够更精确完成两臂协同定位,从而准确识别手臂基座标变换参数。本研究有助于提高双臂工业机器人协作动作效率,为后续的参数优化奠定一定的理论基础。

耳机重放中三维听觉显示定位精度及反应时间的影响因素分析

探究了基于头相关传输函数(HRTF)的三维听觉显示中,重放方式(动态/稳态重放)、HRTF种类(个性化/非个性化HRTF)、被试类型(有/无测听经验)三个因素对三维听觉显示定位精度和反应时间的影响。实验结果表明,重放方式对听觉定位的影响显著,动态重放的定位效果明显优于稳态重放,该结论对于有测听经验以及无测听经验的受试者均成立;HRTF种类对听觉定位也具有较大影响,个性化HRTF的定位效果优于非个性化HRTF,具有测听经验的受试者较无测听经验的受试者能更好利用个性化HRTF;具有测听经验的受试者在各个实验条件下所需的定位反应时间更短。相关结果可为三维听觉显示技术的真正应用提供重要参考。

雷击故障下的分布式故障监测装置定位精度测试方法

分布式故障监测装置广泛应用于输电线路的故障定位领域,而产品质量参差不齐,部分厂家仅通过行波电流或者工频电流的变化进行故障定位,定位精度存在较大问题。为此,该文提出了一种兼顾行波电流和工频电流模态变化的测试方法。首先,开展了行波电流和工频电流波形的时序逻辑设计,并提出了精度测试的方法。然后,基于仿真和试验方法,对电流探头进行了选型设计。最后,研制了分布式故障监测装置测试系统,并完成了测试精度的影响因素研究。研究结果表明:测试过程中,雷击故障过渡时长小于1个周波,基本实现雷击故障波形时序的复现;电流探头A621和TRCP3000可配合进行测试,基本满足10~1000A行波电流测量的要求;两路雷电流波前时间差范围为1~100μs,实现了故障点位置的随机设定;db1测试精度优于db4,db4小波系数的鲁棒性优于db1,当信噪比大于20dB时,即可满足测试标准的要求。该研究结果可为分布式故障监测装置雷击故障下的定位精度改善提供技术支撑。

福建地震台网地震定位精度评估

以2018~2022年福建地震台网记录的1 063次M≥2.5地震事件为研究对象,利用地震计、强震仪、烈度计三类台站的观测数据,通过计算不同震级对三类传感器观测范围的理论估计值,采用地震定位精度标准方法对1 063次地震进行定位精度评估,按区域(福建、台湾海峡及台湾地区)划分并对比测震台网和三网融合的定位精度。结果表明,三网融合后Ⅰ类精度的地震数量由1.51%提升至3.01%,Ⅱ类精度由5.83%提升至25.31%,Ⅲ类精度由16.27%提升至63.78%,Ⅳ类精度由76.39%降低为7.90%,三网融合对福建地震台网的地震定位精度有较大改善,福建、台湾海峡及台湾地区3个不同区域地震的定位精度有不同程度的提升。本文研究结果可为三网融合在地震速报及编目中的地震定位策略应用提供重要参考与评判依据。

基于疲劳测试的工业机器人重复定位精度测量与分析

工业机器人的定位精度是衡量机器人工作性能的一个重要指标,按照国标规定一般选用激光跟踪仪完成单组测量实验。该方法忽略了在实际应用中机器人长期处于疲劳作业状态,伴随着机器人关键零部件的老化其重复定位精度会发生偏移,因而不能真实反映机器人的工作性能水平。为解决此问题,设计了以激光测距仪为测量工具,以机器人末端负载块为测量点,能够在长期疲劳测试环境下中监测机器人重复定位精度变化趋势的实验平台。同时设计了以机器人疲劳测试和重复定位精度测试为主程序的实验流程控制方法。最后以6 kg负载的工业机器人为实验对象,对该机器人进行了长时间的重复定位精度测量及数据整理分析。结果表明:机器人在长期疲劳作业状态影响下其重复定位精度发生明显的下降趋势,验证了机器人的关键零部件老化对定位精度的影响。相比与国标中单组测量实验结果,在疲劳测试过程中测量的数据结果更符合企业应用实际,更具有代表性和参考意义。

BDS-3新频点信号双频精密单点定位精度分析

北斗卫星导航系统(BeiDou navigation satellite System,BDS)已于2020年7月正式建成并开通,北斗三号(BDS-3)在旧信号B1I和B3I的基础上,增加了B1C、B2a新信号.为了全面评估BDS-3的新信号B1C、B2a的定位性能,试验了GPS (Global Positioning System)、BDS-3、BDS-2/BDS-3新旧信号的定位性能和BDS系统不同频点与GPS组合定位性能,对BDS (B1I+B3I、B1C/B2a)+GPS (L1+L2)组合静态PPP (Precise Point Positioning)定位性能进行分析,并与单卫星系统对比分析.试验结果表明:BDS-3 (B1C/B2a)在East (E)、North (N)、Up (U)方向的定位精度优于1.25 cm、0.89 cm、1.67 cm,BDS-3新旧频点在E、N方向上定位精度与GPS L1/L2在同一水平上,U方向上新频点定位精度高于GPS L1/L2和BDS-3旧频点,较旧频点定位精度提升了34.2%,新频点收敛时间25.9 min比旧频点提升了12.7%;相较于BDS、GPS单系统,组合系统BDS/GPS定位精度和收敛时间有了明显的提高,BDS-3 (B1C/B2a)+GPS在E、N方向上与BDS-3 (B1I/B3I)+GPS定位精度相当,在U方向上定位精度前者较后者有了明显的提升,提升了17.2%,组合系统新频点收敛时间20.1 min比旧频点提升了17.6%.

IR-90全液压铁钻工夹持定位精度及其影响因素

铁钻工为先进的钻井辅助作业设备,但国内铁钻工在自动化程度、夹持定位精度和工作平稳性方面有较多不足。为了解决此问题,本文设计了一种新型的铁钻工结构及其液压控制系统。首先通过机-液联合仿真分析,研究了铁钻工上卸扣过程中钻杆轴线的偏移角度和径向力变化;然后在此基础上对铁钻工的控制系统进行优化,采用同步分流马达和PID(比例积分微分)控制,进一步分析液压缸增加输入流量对固定钳和动钳的液压缸同步性能、夹持定位精度及接头螺纹径向力的影响。结果表明:采用PID控制时比同步分流马达夹持效果更好,当单个液压缸输入流量为18 L/min时,固定钳夹紧钻杆时钻杆轴线绕x、y轴偏角能控制在0.10°和0.06°以内,响应速度在6.8 s左右,上下钻杆重心沿x和y轴方向的距离可以分别控制在1.93和2.85 mm之内,保证了固定钳和动钳的夹持定位精度以及动作快速性和稳定性。接头螺纹径向力曲线也表明了铁钻工冲扣时钻杆接头间产生的不平衡径向力(17.2 kN)远大于旋扣时(641.0 N),更易导致钻头磨损。

数控铣齿机夹具定位精度的仿真和测量

以数控铣齿机夹具为研究对象,研究数控铣齿机夹具的定位结构存在的各项误差对定位精度的影响。利用动力学仿真软件ADAMS对夹具的定位机构进行分析,对比仿真结果与理想工况结果来验证虚拟样机的正确性。利用ADAMS对夹具定位结构的制造误差、安装误差以及综合误差进行全面仿真,得出不同误差对定位精度的影响程度。为了研究数控铣齿机夹具的重复定位性能,设计工件定位测量试验,试验表明,随着定位次数的增加,数控铣齿机夹具的重复定位精度基本保持稳定,满足实际加工要求。

混联机器人关节间隙误差建模及其定位精度可靠性分析

机器人末端定位精度可靠性是衡量其精度性能的重要指标,关节间隙是影响机器人定位精度的主要因素之一,建立准确的机器人定位精度误差模型是进行可靠性分析的前提。为探究空间关节间隙的随机不确定性对含有闭链机构混联机器人定位误差的影响规律,本文运用旋量理论和D-H参数法,提出一种考虑关节间隙的混联机器人定位精度误差模型;根据关节间隙模型参数的约束条件,量化间隙模型参数的不确定性,建立混联机器人定位精度的可靠性模型;采用双变量降维方法和鞍点近似方法,拟合机器人单坐标定位误差的概率密度函数,实现混联机器人定位精度高效可靠性分析。以含有平行四边形闭链机构的建筑机器人为例,验证所提模型的准确性和工程适用性,结果表明所提方法对比于传统的蒙特卡洛方法极大地提高了效率。

手持GPS导航及定位精度分析研究

为解决手持GPS量值溯源难题,本文从基线场观测墩固定间距直接比较法、观测墩坐标点法及室内便携式导航信号源法,对手持GPS导航及定位精度进行研究分析。实验证明:基线场观测墩固定间距比较法可将其控制在±5m以内;观测墩坐标点法受外界环境条件影响较大,造成测量精度(±10m以内)明显下降;室内便携式导航信号源法受外界环境条件影响较小,测量精度较高,且控制在±3m以内,满足精度等级±5m检测需求。

海上工程船施工定位精度提高的方法研究

某石油企业的海上工程船在使用过程中存在定位精度不足的现象,平均误差达到2.55m,影响了海上作业的效率,导致施工船需要频繁调整位置。为了解决该问题,研究过程建立了工程船动力定位的数学模型,分析了相应的定位原理,系统性地排查可能引起定位偏差的原因,最终确定误差主因为电罗经的安装角度。根据天文观测的原理,使用全站仪修正电罗经的安装角度,经过实测,工程船的平均定位误差下降至0.5m,达到了预期效果。

基于TRIZ理论提高扫地机器人外壳碰撞定位精度的应用研究

针对扫地机器人的碰撞定位不准导致清扫效率低、漏扫等问题,文中运用TRIZ理论对扫地机器人碰撞定位系统进行分析,通过创新思维分析、系统资源分析、系统功能分析、系统因果分析、系统裁剪、技术矛盾与发明原理、物理矛盾与分离原理、物-场模型及标准解和科学效应与知识库,最终得到22种可行方案。通过对比确定最优方案,该方案通过建立仿真模型,针对机器人外壳研究局部的碰撞,对有用数据进行信号处理,针对不同碰撞位置进行分析,测量修正传播过程中的声速,使用声发射源定位方法,对碰撞点进行定位,最终实现机器人外壳碰撞定位精度的提高,减少机器人外壳频繁更换带来的成本,带来巨大的经济效益。