Technical Research for Detector of Grain Moisture Content Based on Error Compensation

According to the existing method including testing the frequency and establishing the relationship between moisture content and frequency, a corresponding instrument was designed. In order to further improve the accuracy and rapidity of the system, a new approach to describe the relationship between the measurement error and the temperature was proposed. The error band could be obtained and divided into several parts（based on the range of temperature） to indicate the error value that should compensate the grain moisture content for the changes in temperature. By calculating the error band at the maximum and the minimum operating temperatures, as well as by determining the error compensation value from the error band based on the measurement moisture content, the final effective result was derived.

机床直线轴温度测点筛选与热误差预测方法

为揭示数控机床直线进给轴温度场信息与热误差之间的非线性映射关系,提高热误差预测模型效率和精度,提出了基于鹈鹕优化算法(POA)与随机森林(RF)的直线轴热误差预测方法。首先,采用Featts聚类算法将温度测点进行聚类分组,通过Spearman相关性分析计算温度与热误差之间的相关程度及热敏感点;其次,使用POA优化算法对RF模型参数进行寻优,确定RF网络的最佳决策树数量及叶子数等;最后,在三轴铣床加工中心上进行实验验证。结果表明,使用Featts聚类算法与Spearman相关分析方法提高了模型精度,有效避免温度测点间的多重共线性。与传统的BP神经网络及RF网络相比,POA-RF预测网络的均方根误差分别降低了46%和43%。

基于自适应小波回声神经网络的光纤陀螺测角仪温度误差补偿技术

基于光纤陀螺的测角仪可以实现对各项角运动参数的一体化动态精密测量,但在实际应用中,光纤陀螺测角仪受到温度变化的影响,导致测量精度下降。针对这一问题,本文提出了一种基于自适应小波回声神经网络的光纤陀螺测角仪温度误差补偿技术。为了提高温度误差建模的进度,提高传统神经网络的逼近能力,通过自适应前向线性预测滤波器对建模用测角仪温度漂移数据进行预处理,并采用自适应小波回声神经网络建立温度漂移模型,能够避免传统神经网络结构设计的盲目性和局部最优等问题,增强了网络学习能力和泛化能力,并利用自适应律代替神经网络梯度进行网络训练,提升神经网络的逼近精度和收敛速度。实验结果表明,该模型可以提高光纤陀螺测角仪的测量精度和环境适应性,为光纤陀螺测角仪的性能优化和实际应用提供了可靠的技术支撑。

面向任务的CMM圆度测量不确定度建模与优化

精密仪器正趋向于智能化以及功能多样化发展,评估精密仪器的测量不确定度因此也变得更加复杂。以CMM中的圆度测量为例,以面向任务的不确定度评定方法,实现快速、可靠地评估出CMM测量任务的不确定度。根据误差传播的实际情况,结合计算机模拟的蒙特卡洛方法,提出了一种误差分布多状态下的不确定度代数和合成方法。针对测量不确定度初次评定存在过量估计的问题,提出了优化评估方案。给出圆度测量任务的不确定度评定与优化实例,验证评定模型和优化方法的可行性与有效性。系统性解决CMM面向任务的不确定度评定难题,对于解决其他高精度仪器测量结果的不确定度评估、提高仪器的实际使用价值,均具有重要参考意义。

基于数学物理模拟和高温测速的拉速对吹氩结晶器流场行为的影响

通过结晶器的流场优化可以降低连铸坯的炼钢缺陷,从而提高汽车外板的表面质量。结合数值模拟、水模拟和高温定量测速3种手段研究了拉速对结晶器流场的影响。研究结果表明,随着拉速提高,结晶器1/4宽度附近的表面流速增大,数值模拟、水模拟和高温定量测速的结果吻合良好。在结晶器断面尺寸为1190 mm×230 mm,氩气流量为8 L/min,水口浸入深度为170 mm时,随着拉速从1.2 m/min增加至1.3、1.4、1.5、1.6 m/min,结晶器流场的流动形态均为双循环流,结晶器窄面附近和1/4宽度附近的钢液从窄面向水口方向流动,水口附近的钢液从水口向外流动。随着拉速增大,窄面附近和1/4宽度附近的表面流速逐渐增大,水口附近的表面流速逐渐减小。此外,窄面附近和1/4宽度附近的液面波动都逐渐增大,容易形成气泡卷渣。因此应根据连铸生产中汽车外板的质量要求,将拉速控制在一个合理的范围内。

热轧厚规格带钢卷取温度控制优化及应用

热轧厚规格带钢卷取温度受钢种变换、带钢表面发生沸腾换热产生汽雾造成温度实测值受到严重干扰、设备跟踪精度等因素的影响,CTC数学模型的预报精度较薄规格产品普遍偏低,换规格轧制时卷取温度偏离目标值较多,同时厚规格带钢干头长度控制偏长,严重影响了厚规格产品的成材率。基于此,结合实际生产中出现的问题,对模型穿带速度、加速度等参数进行回归分析及优化;对C3模型服务器进行升级,并调整现场仪表响应时间,将厚规格带钢干头长度由4 m以上降到1.8 m左右,提高了厚规格产品成材率;同时对检测仪表位置进行优化调整,提高了厚规格带钢卷取温度命中率。优化实施后,厚规格带钢卷取温度命中率由85.26%提高到92.13%,成材率提高1.26%。

数控机床热变形误差超前预测研究

针对当前数控机床热变形误差实施补偿存在的预测值滞后实际补偿值问题,提出基于长短期记忆(LSTM)神经网络算法热误差超前预测解决方案,详细探讨LSTM神经网络算法的解析流程,建立基于LSTM神经网络算法热误差超前预测模型,并进行关键温测点及热变形误差超前预测实验。实验结果表明:热变形误差实际值与预测值的最大残差、平均值和均方差均在可控范围内,超前预测的准确度为86.3%,进一步论证了机床热变形误差超前预测的有效性。

圆光栅测角误差实时补偿方法研究

误差补偿是提高圆光栅测角精度的常用手段。一些机床和精密仪器由于没有位置测量元件误差补偿功能,无法进行圆光栅的误差在线补偿。针对这一问题,提出了一种中继式的圆光栅测角误差实时补偿方法。首先,分析了圆光栅测角误差的补偿原理,建立了谐波拟合函数和圆光栅测角误差补偿模型;然后,进行了误差补偿模块的硬件选型,设计了以差分芯片为核心的信号转换电路,包括差分信号转单端信号电路和单端信号转差分信号电路,开发了误差补偿模块的嵌入式软件,将所设计的误差补偿模块插入到圆光栅的信号输出通道,建立了基于中继式误差补偿模块的试验系统;最后,采用雷尼绍校准装置采集了圆光栅的原始误差数据,使用谐波函数对测角误差数据进行了拟合,应用误差补偿模型,利用误差补偿硬件模块,对圆光栅测角误差进行了在线补偿试验。研究结果表明:对测角误差最大值为134.59″的圆光栅进行补偿后,其误差最大值可减小到12.62″,可见采用误差实时补偿方法可以显著提高圆光栅测角精度。

基于自回归与长短期记忆网络混合模型的热电偶动态补偿方法研究

热电偶在动态温度测量时由于热惯性存在动态误差。为补偿热电偶的动态误差,提出一种基于自回归与长短期记忆网络混合模型的补偿算法。该算法通过自回归模型对热电偶动态响应进行辨识,再由长短期记忆网络作为非线性补偿器校正动态误差。采用不同强度的高斯白噪声模拟噪声环境,仿真构建热电偶模拟测量数据集。在模拟测量数据集上对算法做验证。计算结果表明,该算法在不同噪声环境下均能有效地减少动态误差。搭建热电偶动态温度测量实验平台,以K型镍铬/镍硅热电偶为实验对象,取得实验测量数据集。实验和计算结果表明,经算法补偿后的热电偶动态响应得到改善,平均动态误差为0.0028,标准差为0.0102。

基于三坐标测量仪齿轮测量误差补偿的研究

通过对齿轮误差的测量,可预测轮齿螺旋线的变形规律,并为齿轮接触应力分析、齿轮传动质量及齿轮修形等领域的研究提供可靠的理论依据。与普通的数控机床相比,三坐标测量仪作为精密的检测仪,其运动精度更高,普通的运动误差模型难以适应三坐标测量仪几何误差精密补偿的需要。根据齿轮的结构特征、需测的参数、以及基于小角度误差假设的普通的几何误差变换矩阵存在的不足,对影响齿轮测量误差的主要运动轴的几何误差模型进行精算,从而推导出三坐标测量仪测量误差补偿所必需的精密几何误差模型。

基于数学建模的电磁式电压互感器误差低压测量研究

为建立一种新型的用于电磁式电压互感器误差测量的数学模型,首先针对双绕组和多绕组电磁式电压互感器进行误差体系建模,进而对其误差控制策略进行模型分析,最后在CAE Simulink仿真平台上构建运行环境,对其进行仿真测试。通过测试发现,不同额定功率负荷条件下,测差法测试仪存在一定的测量误差,其误差率为-0.027%~-0.029%;而采用低压法进行测量,其在不同的二次负荷条件下,均表现出不超过±0.010%的误差测量能力;不论采用测差法还是低压法进行测量,在二次超负荷状态下,电压读数均有显著下降,其中测差法下降0.011%,低压法下降0.016%。由此可知,采用低校高法进行电压测量可以成为规程许可的主流一次电压测量技术体系,有工程学现实意义。

精密数控机床几何误差测量与数学建模的研究

本文以五轴联动精密数控机床为研究对象,测量其X、 Y、 Z移动轴的定位误差、水平直线度误差、俯仰角误差以及摆动角误差,并记录具体的误差数值。将切比雪夫多项式作为理论模型,在其基础上建立机床移动轴的几何误差数学模型,得出可量化操作的误差计算表达式。将误差测量阶段的原始数据代入数学模型,拟合出误差值,对比实测值和拟合值,发现结果非常接近,说明研究中建立的模型取得了良好的误差拟合效果。

城市热岛效应的灰色评价与预测

将灰色系统理论引入到城市热岛效应的评价与预测中,运用灰色关联度分析法对影响西安城市热岛效应的因子群进行了贡献测度分析.结果表明,人为热释放是造成城市热岛效应的主要因素,风速、日照时数和相对湿度是影响城市热岛效应的主要气象因子.系统云灰色模型(SCGM)的拟合和预测结果与实际情况取得了较好的一致性,表明西安城市热岛效应具有日益加重的趋势,也体现了SCGM在多因子关联系统预测中的优越性.

铝电解质初晶温度测定装置及初晶点数模的研究

电解质初晶温度是铝电解生产过程中的一个重要参数,本文研究了直接测定铝电解质初晶温度的装置。整套装置由进样系统、高温炉、炉温控制系统、计算机测控系统组成。采用新装置可以在线实时读取数据并自动绘制温度曲线,获取结果方便准确,减少了人为误差。同时采用均匀设计法进行试验设计,考察了Na3AlF6-Al2O3-MgF2-CaF2-LiF五元体系的初晶温度,并由此建立了该体系初晶温度的数学模型。由此模型得出的预报值与实测值之间的绝对误差在±5℃以内。

激光标靶位姿测量系统的建模与误差分析

针对大尺寸组合精密测量的需求,提出一种新型激光标靶位姿测量方法.首先介绍了其测量原理,并采用基于插值的非参数模型标定方法建立了入射光线姿态和相机靶面光斑的位置关系,通过基于参考棱镜的反向解算方法求解相机坐标系和激光标靶坐标系的位姿关系,构建了该测量系统的数学模型.基于此模型分析了测量系统的误差源,并对模型中影响测量结果的因素进行了仿真分析.最后通过实验进一步验证了模型的可行性和有效性.

四川东部高陡构造时深转换方法研究

四川东部高陡构造由于地表和地下两翼地层陡峭、断层发育以及由此产生的断层上下两盘地层速度横向的变化,造成在时间剖面上的反射复杂,甚至有构造假象的存在,由时间域向深度域的转换是一个重要环节。正确的时深转换处理是搞准地腹构造形态的关键。层速度时深转换处理的效果,主要取决于所建立的时深转换速度模型的正确及合理性。通过层速度时深转换方法的改进,较好地解决了多年来高陡构造大断层上、下盘,因速度突变而造成时深转换之后的深度误差和构造形态的畸变,大大提高了钻探符合率。该方法操作容易,实用性强,在四川东部DTC构造带上的MYB、XJG和WQJ构造带上已见到较好的效果。

自适应极化滤波器的理论性能分析

为适应变化的电磁环境 ,自适应极化滤波器通常先采用极化估计器获得干扰场的极化状态 ,然后以最佳极化进行极化滤波 .因此 ,自适应极化滤波器可用极化估计器、最佳极化计算器、极化滤波器这三者级联构成的开环模型来表示 .在此模型基础上 ,针对基于正交极化双通道测量的信号极化矢量估计算法 ,研究了极化估计器的理论性能 ,证明了极化估计误差近似服从瑞利分布 .通过研究极化估计误差在极化滤波器中的传播过程 ,导出了自适应极化滤波器理论性能的解析公式 ,清楚地揭示了滤波性能与信噪比等因素的统计关系 .

基于多体系统理论的精密检测平台空间误差建模与补偿

针对大口径光学元件精密检测平台的工作特点及影响其空间误差的各项几何误差因素，运用多体系统理论，用低序体阵列描述多体系统拓扑结构，建立一种空间误差数学模型。综合应用激光干涉仪、球杆仪和激光位移传感器等仪器设备，提出大口径光学元件精密检测平台各项几何误差和空间误差的测量方法，并对模型中所涉及的各项几何误差进行了系统分析和全面测量，对空间误差进行补偿。误差补偿实验证明所提模型正确有效，将空间误差从补偿前一70．01～22．14μm降低到补偿后-4．22～5．8μm，大大提高了精密检测平台的测量精度。

弹道积分法决定射击诸元的建模及精度分析

给出了一种利用弹道方程决定射击诸元的数学模型 .包括非标准条件下的弹道方程 ,弹道条件、气象条件、地形条件非标准时的修正计算及射击诸元的求取 ;同时 ,与手工作业方法对比 ,对弹道积分法决定射击诸元误差进行了分析 ;

基于时间序列模型的机载火控系统精度检测

根据机载火控系统和雷达观测的数据 ,利用时间序列及模型的有关理论 ,用MATLAB进行了仿真和火控精度测定。