电离层虚高误差影响下基于神经网络的单站定位结果修正

针对电离层虚高观测误差使得超视距目标定位精度受到一定限制的问题,提出了一种电离层虚高误差影响下基于神经网络的单站定位误差校正方法。在存在电离层虚高误差的单站定位场景中,利用神经网络对多重信号分类(Multiple Signal Classification,MUSIC)算法的位置估计结果进行修正。仿真实验表明,在信噪比为0 dB的情况下,30 km的电离层虚高误差引起的定位误差能从111 km降到10 km以内。

等弓高误差变步长的插补点求取方法优化

传统的等弓高误差求取插补点的方法是根据走刀步长来计算,并且假设步长内为等曲率半径。由于自由曲面的曲率半径不断变化,传统的插补方法并不能准确计算出下一个刀触点的位置。为了克服传统方法的不足,提出了一种新的等弓高误差变步长插补方法。采用该算法得到的两相邻刀触点之间的弓高误差值一致,可得到较高的加工表面精度;而且在保证表面加工质量的情况下,刀触点最少,提高了加工效率。最后,通过MATLAB对该方法的可行性和精度进行了验证。

大地高误差对坐标系转换精度的影响

卫星大地测量直接获取地面点的三维坐标,解决了传统作业中平面和高程分开建网的问题。但获得的三维坐标基于全球大地坐标框架(WGS84或IRTF),不能直接应用于实际的工程项目中,需要通过椭球变换实现坐标系转换。由于基于本地坐标框架(局部椭球)的大地高较难得到,椭球变换参数只能近似求得。分析大地高误差对坐标系转换精度的影响,并用实例证实此影响在局部范围内是可以忽略的。

数控加工中定曲线方程轮廓的等弦高误差拟合算法研究

针对指定曲线方程轮廓,提出了等弦高误差拟合算法,通过指定弦高误差,应用非均匀递归插值方法获得刀触点,通过拟合轮廓等距偏置获得刀位点。算法简单可靠且效率相对较高,切削步长具有沿加工方向的曲率适应性,加工效率高。可应用于2轴及2.5轴轮廓加工以及线切割加工。

参数曲面高精度加工中的弦高误差控制

在零件精加工过程中,弦高误差的大小对于零件表面精加工质量影响显著。由于参数曲面弦高误差计算的复杂性,提出两类参数曲面加工中的弦高误差控制算法,它是利用插补点处弧长误差、坐标值及一阶导数信息间接对弦高误差进行控制。其中插补点处的弧长误差由梯形公式求出,插补点处的坐标值及一阶导数信息由插补算法得到,使得总计算量的增加并不显著。对算法的误差情况进行讨论,并利用Nurbs曲面的仿真实例证实此算法能够在满足实时性要求的前提下,达到预定的弦高误差加工精度。

等弓高误差变步长算法求取刀触点的优化

传统的等弓高误差是假设步长内所有点的曲率半径相等,然后根据已知刀触点的曲率半径来求取步长,得到下一个刀触点。但由于曲线的曲率在不断变化,所以传统方法得到的刀触点可能会超出弓高允许误差或取得保守,在拐点附近的刀触点更会出现严重失真问题。为了解决传统的等弓高误差的缺点,本文将在此基础上进行改进,提出了新的方法,通过迭代计算,直到实际弦高逼近弓高误差,实现真正意义上的等弓高变步长。校核时运用了几何关系,求出的实际弓高误差更精确,进一步缩小了误差。最后通过MATLAB进行验证,得出算法的可靠性。

NURBS曲线插补弓高误差的双向Hausdorff距离评估方法

数控系统中采用插补方法进行复杂曲线加工会引入弓高误差。利用密切圆(Osculating circle,OC)近似法和单向Hausdorff距离近似法可以获取弓高误差并对其进行后续补偿,但弓高误差求解与补偿精度较低。基于弓高误差的双向Hausdorff距离定义,提出了一种弓高误差的迭代评估算法。该算法能在不考虑曲线复杂度的情况下提升弓高误差的求解精度,并获取满足误差限制要求的最大插补步长,从而进一步生成精确的进给速度限制,防止加工精度及效率因引入其它误差而下降。最后利用该算法对‘∞’形和花瓣形NURBS曲线进行仿真,仿真结果验证了算法的性能及其有效性。

基于精确弓高误差校核的刀触点调整算法

步长计算是五轴数控加工刀具轨迹规划中至关重要的环节。目前常用的步长算法主要有等参数步长法与等弓高误差步长法两种。等弓高误差步长法采用近似替代的方法计算步长。因此,传统的等弓高误差步长法将不可避免地产生一定的误差,导致曲面加工质量下降。为解决上述问题,在传统等弓高误差步长法的基础上,加入精确弓高误差校核计算,继而采用一维线性搜索算法调整后一刀触点的位置。仿真结果表明:在许用弓高误差相同的条件下,本文算法相较于等参数步长法有更好的加工效率,相较于等弓高误差步长法有更好的加工精度。

基于改进弦高误差约束的机器人曲面磨削轨迹规划

针对机器人磨削自由曲面存在的轮廓精度低、粗糙度均匀性难以控制等问题,提出一种基于改进弦高误差约束的机器人曲面磨削轨迹规划方法.首先,在分析刀具与曲面局部接触状态的基础上,建立磨削行距计算模型;然后,对弦高误差约束法进行改进,推导考虑轨迹线曲率影响的进给步长计算模型,规划出曲面轮廓误差约束的磨削轨迹;最后,对一张自由曲面进行轨迹规划.结果表明,该方法可将弦高误差控制在给定范围内,提高磨削轨迹的曲率适应性和磨削后工件表面轮廓质量.

顾及拱高误差的墨卡托大地线快速展绘算法

针对大地线矢量展绘算法执行过程中存在的内插距离参数与展绘精度无法定量调控与自适应匹配问题,该文将顾及恒向线与大地线夹角的恒向线段推求方法应用扩展至大地线展绘误差的定量评估与控制过程。在建立大地线展绘长度误差及拱高误差定量评估模型的基础上,阐明了内插距离参数取值对大地线展绘精度与效率的影响规律;采用大地线展绘局部拱高误差约束限定大地线展绘整体长度误差的策略,建立了墨卡托投影条件下恒向线与大地线夹角及与大地线展绘拱高限差的数值关联,构建了大地线展绘拱高误差约束的内插距离参数定量调控模型;提出了一种墨卡托投影条件下拱高误差阈值限定的大地线快速展绘算法。实验结果表明:该算法可实现任意长度、经纬度范围的大地线快速展绘,且精度控制在指定阈值范围内。

高精度齿轮综合误差检测仪的设计

讨论了设计高精度齿轮综合误差检测仪的必要性 ,介绍了齿轮综合误差的检测方法和高精度齿轮综合误差检测仪的工作原理、结构特点和测量电路框图。

自由曲面等误差数控加工刀轨生成方法

等误差刀轨的逼近误差等于设定的最大允许值(阈值),步长达到了理论最大,能够有效提高数控加工的进给速度和平顺性,为了对自由曲面高效地生成满足精度要求的等误差刀轨,提出以几何距离驱动刀触点调整的等弓高误差刀触点迭代搜索方法,提出以刀具切削包络面与刀触点轨迹线之间的最大距离作为逼近误差、采用自适应离散法进行计算的方法;然后以等弓高误差刀触点的刀位点作为初值,提出步长自适应调整迭代的等误差刀位点计算方法;最后对算例计算出等误差刀轨验证了算法的可行性,所有刀位点的逼近误差均位于指定的阈值邻域内,满足了等误差要求,与常用的步长筛选法相比,计算时间更短、刀位点更少。

空间平行度误差高精度评定程序研发

符合"最小区域"意义上的平行度误差评定,是精密检测所追求的终极目标。对于基准为平面、被测对象为平面或直线的平行度误差,首先针对基准平面上的测量数据,以高精度平面度误差为目标,创新性地探索符合"最小区域"准则的算法以求取基准平面,从而计算出被测对象的平行度误差值。

三角异形螺旋空间飘带桁架超高空安装技术

以延庆冬奥会环境建设(冬奥五环)项目为例,介绍了在已有误差较大的高耸塔结构外壁附墙扩建,三角异形螺旋空间飘带桁架超高空安装技术的应用。由于该项目已有塔结构为六角星型螺旋上升造型,塔结构六角分别附着一条飘带桁架,附着的飘带桁架同样为螺旋上升造型,塔结构高度达到120m,且塔结构外壁误差较大,飘带桁架安装难度大。因此,通过对三角异形螺旋空间飘带桁架超高空安装技术的应用和实践,解决了飘带桁架超高空安装的诸多难题。其中三角异形螺旋空间飘带桁架超高空安装技术中的BIM逆向测量技术解决了已有塔结构误差大的问题,钢丝绳BIM角度模拟技术解决了异形结构空中姿态调整难题,单元分段差别吊装技术解决了超高空吊装的高度问题。通过对三角异形螺旋空间飘带桁架超高空安装技术的应用与实践,精确地完成了飘带桁架的安装,对其他类似工程提供了借鉴意义。

基于冗余误差控制的非均匀有理B样条曲线插补算法研究

提出了一种能有效控制冗余误差的非均匀有理B样条曲线插补算法。该算法综合了等弓高误差插补算法和恒定进给速度插补算法的优点,小曲率情形时在保证加工精度的前提下,通过引入进给倍率因子,增大进给速度以改善误差过度冗余;同时在大曲率情形下,可控制弓高误差在限定的误差范围以保证轮廓精度。这样既可保证轮廓精度,又可提高加工效率。仿真实例证实了该插补算法的有效性和可行性。

自由曲面加工刀具路径生成高精度变步长算法研究

提出了一种能适应曲面曲率变化的高精度等弓高误差变步长算法,通过判断曲线上对应参数增量点的曲率符号,采用两种校核方法求取弓高误差,快速确定对应等弓高误差的下一参数点可能的上下区间,采用黄金分割法精确求取曲线上对应的最大弓高误差点及步长参数增量,解决了目前加工步长算法中,假设步长内曲线等曲率半径,采用曲线与直线段中点连线距离代替最大弓高误差造成的超差问题,从而实现了完全意义上的基于等弓高误差法的加工步长规划。仿真结果显示:该算法与传统的步长规划方法相比,可以减少加工步长段数,提高步长内的弓高误差精度。

NURBS曲线高速高精度插补及加减速控制方法研究

为满足非均匀有理B样条曲线高速高精度插补加工的需要,针对目前参数曲线插补加减速控制方法的不足,提出了一种新的控制方法。该方法考虑了高速高精度加工中容易超限的弓高误差和机床所能承受的法向加速度等因素,使进给速度既符合加减速的要求,又能随曲线曲率自适应调整,因而可在提高轮廓加工精度同时,显著地减小加工过程对机床的冲击。同时,采取了改进、简化算法,实现了快速、实时自适应的非均匀有理B样条曲线插补的加减速控制。实例表明,该方法在实时插补过程中,满足了速度和加减速的要求,保证了插补加工的高速与高精度,且实现了速度的平滑过渡。

基于NURBS插补的汽轮机叶片背弧面数控加工模拟与误差分析

弓高误差是影响汽轮机叶片加工质量的关键因素之一。根据汽轮机叶片数控切削加工的质量要求,采用NURBS曲线插补算法,并用MATLAB软件模拟了NURBS插补过程。通过UG6.0数控仿真模块进行模拟加工,分析仿真数据可知:采用NURBS插补方法模拟加工汽轮机叶片背弧面,弓高误差为0.080～1.154μm。

基于B样条曲线实时插补的研究及其误差分析

采用只具有直线、圆弧等简单解析曲线插补功能的CNC机床加工复杂或不规则的零件轮廓,需要采用离线插补的方法。这种方法加工效率低下、加工精度低、并且数控程序过大。因此就产生了应用最广泛的复杂曲线直接样条插补技术——B样条插补。基于此,重点研究已知型值点的B样条曲线实时插补算法。分析了B样条曲线实时插补的误差并给出两种弦高误差的计算方法,通过比较得出根据上一插补点处的曲率来计算弦高误差的方法是比较好的。另外研究了法向加速度的控制方法。

提高曲面零件加工精度方法的分析与研究

零件的加工精度主要体现在零件加工尺寸精度和零件表面粗糙度两个方面,影响零件加工精度的主要因素是弦高误差。为了减少弦高误差,提高加工精度,分别研究了参数曲线、曲面插补中的弦高误差控制算法,并对其进行仿真和实时性验证。在传统控制算法的基础上,误差补偿值与参数曲面其高精度刀具轨迹规划的算法与之相结合,在满足实时性的基础上,将弦高误差可以控制在预定范围之内,以保证零件的加工精度。