基于时间序列匹配的过山车定位法

针对过山车难以精准定位的问题,本文提出了一种基于时间序列匹配的过山车定位方法。该方法首先使用动态时间规整(DTW)对惯性测量单元(IMU)的实测与仿真数据进行序列匹配,得到位置估计结果。之后将估计结果作为观测量,在误差状态卡尔曼滤波器(ESKF)中修正IMU预测结果,得到精准的定位结果。为了提高估计结果的准确度,本文提出了分段重组动态时间规整(SRDTW)算法,解决了DTW的匹配失真问题。使用本文方法对过山车进行了定位实验,结果表明,使用Z向加速度和俯仰角进行序列匹配可得到较为准确的估计结果;ESKF滤波后的平均定位误差可达0.24 m,较估计结果的定位误差减小45.6%。

考虑运行条件的Elman网络丝杠驱动系统热误差建模

研究了建立滚珠丝杠副热误差模型的方法,以进一步提高半闭环丝杠驱动系统的定位精度。分析了滚珠丝杠副的热源和温度场的动态特性并考虑丝杠驱动系统运行条件提出了基于Elman神经网络的热误差建模方法。首先,根据滚珠丝杠副的结构特点,确定其内部热源及温度场分布特性。然后,基于丝杠温度分布函数,研究丝杠热变形与其内部热源之间的动态非线性函数关系。最后,综合考虑丝杠驱动系统运行条件对其热误差的影响,建立了基于Elman神经网络的热误差预测模型。实验结果表明,当丝杠驱动系统的运行条件较为复杂时,采用文中提出的预测模型得到的热变形估计残差为-3.1μm^2.4μm。结果显示:考虑运行条件的Elman神经网络比BP和Elman网络(仅考虑温升数据)具有更好的预测精度和鲁棒性,有较强的工程应用前景。

滚珠丝杠副内螺纹的图像测量

为了在一个系统中对滚珠丝杠副内螺纹进行无损探测及几何参数测量,提出了基于工业CT技术及图像处理技术的滚珠丝杠副内螺纹的非接触测量方法。工业CT机采集的图像经过图像预处理、二值化、轮廓提取及细化等处理后,图像信息转变成宏观图形信息。借助图像处理中提取的滚珠丝杠副内螺纹的边界,使用自编程序测量和计算螺母的齿形圆弧、珠心径、滚道跳动及螺距,测量误差分别为0.017mm、±0.015mm、0.013mm和±0.025mm。测量结果能够满足产品技术要求。

IMU安装及标度因数误差动态参数辨识方法

空间飞行器高动态运动特性可能导致惯性导航系统中惯性传感器(Inertial Measurement Unit,IMU)的安装误差和标度因数误差发生显著变化,若不采用动态参数辨识技术加以在线标定和补偿,将可能严重影响导航精度。文章设计了一种IMU安装误差和标度因数误差参数的动态辨识方法,建立了包含安装误差和标度因数误差在内的IMU误差模型,设计了基于卡尔曼滤波的IMU安装误差和标度因数误差参数的动态辨识方案,分析了不同机动飞行方式下IMU安装误差和标度因数误差的可观测性。仿真结果表明,利用所设计的动态参数辨识方法能较为准确地对安装误差及标度因数误差进行在线标定和补偿校正,有效提高了惯性导航系统精度。

数控机床进给单元滚动结合部轴向动态特性参数识别

针对现有结合部参数识别方法不能精确识别装配状态下数控机床进给单元滚动结合部动态特性参数问题,提出进给单元装配状态下滚动结合部轴向动态特性参数识别方法。将丝杠简化为弹性杆件以建立简谐力作用下丝杠及工作台的轴向振动方程,基于该方程建立结合部轴向刚度与阻尼参数识别模型;通过实验测量丝杠支撑点间距离、简谐激振力频率及幅值、丝杠轴端截面轴向振动速度幅值等参数建立识别方程组;基于遗传算法优化求解该方程组,识别出滚动结合部轴向动态特性参数。以自行研制的滚珠丝杠进给实验台为研究对象,基于该方法对其左、右端轴承组及滚珠丝杠副结合部轴向刚度、阻尼参数进行识别,并对识别结果的正确性进行实验验证。结果表明所提方法正确、有效,丝杠轴端截面轴向振动速度幅值的理论计算值与实验测试值绝对误差在7.7μm/s以内,参数识别精度较高。

滚珠丝杠副摩擦力矩动态测量系统设计

介绍了滚珠丝杠副摩擦力矩动态测量系统的设计,包括系统方案,测量原理,软件流程和数据处理与分析等,并给出了HJG-S系列滚珠丝杠副动态摩擦力矩的测试结果。该系统测量可靠,实用性强,已在陕西汉江机床有限公司稳定运行。

转向器滚珠丝杆导程误差动态检测仪的研究

介绍了一种采用微型计算机的新型滚的丝杆动态检测仪的工作原理、系统结构、计算机接口电路、仪器误差分析及实验结果。其主要特征是采用同步位移比较原理进行绝对测量，采用误差修正技术修正仪器误差，以达到较仪器自身精度为高的检测精度。

高速滚珠丝杠副的研发和测试技术

介绍了北京机床研究所高速滚珠丝杠副的结构设计及其需注意的事项。介绍了高速滚珠丝杠副的综合行程误差、预紧转矩以及高速驱动动态特性 (定位精度、温升、速度、加速度 )的测量。

滚珠丝杠副综合性能动态测量系统设计

介绍了滚珠丝杠副综合性能动态测试系统设计,根据测试系统技术要求,确定了测试系统总体方案,对系统的机械结构及电气组成进行了设计,确定了试验条件及测量方法,开发了系统测试软件。构建的测试系统可以动态实时测量滚珠丝杠副在四种安装方式下振动、噪声、温升、极限转速等性能。通过试验及试验数据采集与分析,根据HJS056动态测量的滚珠丝杠副噪声、振动、温升、极限转速等性能测试结果,取得了四种安装方式下滚珠丝杠副性能试验结论,为滚珠丝杠副的优化设计提供实验数据。

一种基于MEMS的微惯性测量单元标定补偿方法

根据微机电系统MEMS（Micro Electronic Mechanical System）惯性器件的特点，在建立微惯性测量单元MIMU（Micro Inertial Measurement Unit）角速度及加速度误差数学模型的基础上，提出一种适用于MIMU的、仅采用单轴速率转台（无指北装置）的“动态翻转6位置”快速标定补偿方法．与传统标定方法相比，标定补偿方法简单便捷，可以一次确定出MIMU的45个误差系数，辨识误差系数精度高，尤其适用于低精度捷联惯性测量单元．通过理论分析、推导以及大量的实验验证，标定补偿方法可以将MIMU的精度提高2～3个数量级．

基于FPGA的滚珠丝杠螺旋线误差动态检测系统

针对目前广泛应用的滚珠丝杠螺旋线误差检测系统的不足,对传统测量仪器进行了改造,以长光栅作为长度测量基准,圆光栅作为角度基准,设计以现场可编程门阵列(FPGA)为核心电路的计算机测量系统方案。FPGA完成测量信号的逻辑转换和数据测量,数据的处理、显示和通讯等由51单片机完成。测量过程中螺旋线误差和测量位置可在屏幕实时显示,系统稳定性好、测量效率高。

基于虚拟仪器技术的滚珠丝杠副摩擦力矩测试系统设计

介绍了滚珠丝杠副摩擦力矩虚拟测试系统的设计方案。系统主要由测力传感器、滤波放大电路、编码器、单片机80C552及上位PC机组成,采用图形化编程语言LabVIEW作为人机界面和数据处理平台,将虚拟仪器技术运用到摩擦力矩测试中来,使得系统的测试功能更加强大,测试、分析过程更加方便、迅速。

动调陀螺标度因数非线性误差补偿研究

捷联惯性测量组件的非线性误差主要体现在陀螺和加速度计的标度因数上,为了减小捷联惯性测量组件中的动调陀螺的非线性误差,提出了一种对陀螺测量曲线进行自适应分段最佳逼近拟合方法.该方法在分析陀螺非线性误差产生的原因基础上,推导出陀螺的标度因数非线性误差补偿模型,设计了试验标定方案,在惯性测量组件的整个测量范围内进行自适应分段,每段用一个高次曲线最佳逼近,可得到陀螺测量模型在每个分段区间的精确函数描述,从而可以对陀螺非线性测量误差进行实时补偿.系统的速率试验和摇摆试验结果表明,自适应分段高次曲线最佳逼近的方法有效地提高了陀螺的角速度测量精度,最大能提高约10倍.

计算机辅助丝杠副动态测量自动测控系统

通过分析丝杠导程误差的动态测量方法 ,给出了测量仪控制系统设计方案 ,着重研究了计算机辅助检测分析丝杠动态测量检测系统。开发了基于Windows的计算机辅助分析测控软件 ,具有良好的人机操作界面 ,实现了丝杠的自动测量、自动分析、自动精度验收评定 ,效率高 ,操作性强 ,性能稳定可靠。建立了丝杠精度标准数据库及丝杠测量数据库 。

重载滚珠丝杠试验仪的设计

介绍了重载滚珠丝杠试验仪的系统设计,包括系统方案、测量原理和软件流程图等。该试验仪可以动态测量重载滚珠丝杠的反向间隙、摩擦力矩和温升,为重载滚珠丝杠副的优化设计提供实验数据。该系统测量可靠,已经在陕西汉江机床有限公司稳定运行。

一种基于CPLD的丝杠螺旋线误差动态检测方法

针对目前广泛应用的滚珠丝杠螺旋线误差检测系统的不足,对传统测量仪器进行了改造,以双频激光干涉仪作为长度测量基准、圆光栅作为角度基准,设计以可编程逻辑器件(CPLD)为核心电路的计算机测量系统方案,并进行样机实验研究和试运行,运行结果证明该套测量系统能够实现两级以上丝杠螺旋线误差的动态测量,测量效率高。

基于误差补偿原理对木材上料实验台理论分析与实验研究

利用激光位移传感器对搭建木材上料实验台进行三轴定位精度检测,通过分析结果计算出误差差值。然后利用最小二乘法进行拟合误差曲线,借助MATLAB软件来数值分析。将误差补偿曲线编写进控制器,通过预先输入补偿量的方式降低误差。通过实验分析证实了误差补偿方法理论的准确性和可行性,有效提高了试验台的运动精度。

三坐标测量机动态误差与测球半径补偿误差的研究

分析了影响给定的三坐标测量机动态误差的因素,对动态偏转角误差进行了测量,并推导出由动态偏转误差得到测头处的动态位移误差的计算公式。同时分析了测球半径补偿误差的成因及解决措施。

三坐标测量机动态误差与测球半径补偿误差的研究

分析了影响给定的三坐标测量机动态误差的因素,对动态偏转角误差进行了测量,并推导出由动态偏转误差得到测头处的动态位移误差的方法,同时分析了测球半径补偿误差的成因及解决措施。

试运行期间汽轮发电机组振动问题的分析和处理

针对北方联合电力有限责任公司近年投运的某些亚临界300MW和600MW汽轮发电机组在试运行过程中出现的一些振动问题,如低压转子轴承轴振动偏大、轴承座振动偏大,高中压转子带大负荷时发生蒸汽激振导致1号、2号轴承突发低频振动,发电机轴承座绝缘不良引起的振动测量误差等,介绍了振动特征,并对振动原因进行了分析,提出了现场消除振动故障的一些处理措施。