进化策略实现圆度误差的统一评定研究

圆度误差的评定有最小区域法、最小外接圆法、最大内接圆法和最小二乘法4种方法,文中提出了将进化策略用于上述多种圆度误差的统一评定.该算法基于实数编码,采用(μ λ)选择策略和高斯变异算子,即父代种群参与竞争,算法简单、鲁棒性强,优化效率高.同时建立了进化策略评定上述圆度误差时目标函数的数学模型.最后,通过不同评价方法对圆度误差进行评定,结果证明该方法不仅能快速收敛到全局最优解,而且计算结果的稳定性好,易于在工程计量中推广使用.     

基于α-壳的圆度误差评定无关点删除算法

采用最小区域圆法进行圆度误差评定时，圆度误差的最终评定结果取决于位于最小区域圆上的采样点的坐标，而与其它点无关。删除圆度误差测量中的这些无关点可有效降低圆度评定算法的计算复杂度。将计算几何中α-壳的概念应用于圆度误差评定过程中；提出了一种在保证评定结果正确的前提下圆度评定中无关点的删除准则和删除算法；实验证明，本文提出的方法可有效删除圆度评定过程中的无关点。     

基于LabVIEW环境下的圆度误差算法实现

文章阐述了使用最小包容区域法思想求解圆度误差的一种算法。该算法通过外圆逼近的方法求取最小包容区域法的特征点,确定最小区域圆圆心,进而求得圆度误差。算法通过LabVIEW编程实现,经过实例测试并与Talyrond365的评定结果相比较,证明该算法能够满足圆度误差快速、精确测量的需求。     

4种圆度误差评定方法分析

介绍了圆度误差评定的4种方法:最小区域法、最小二乘法、最小外接圆法和最大内切圆法.研究了4种评定方法的判别准则,分别建立数学模型进行理论推导.在深入研究基础上,采用Visual C++编程加以实现算法.利用美国OGP公司研制的"flash2000"影像测量仪对光滑环规工件进行5次重复测量,应用4种算法分别计算结果,并进行结果比对.实验结果表明,4种方法都能较好地实现圆度误差评定,其中最小区域法圆度评定的准确性相对较高.     

基于机器视觉的非均匀分布点圆度误差评定

对圆度误差的4种评定方法进行比较和改进,改进后的最小二乘法适用于非均匀分布圆或圆弧的计算,同时研究最小区域法在离散点非均匀分布圆的运用。用解析的方法求解最小区域下的圆度误差,改善了优化迭代法的缺陷,经过数次计算准确得到最小区域,以最小区域圆心作为圆心、平均半径作为半径,可将其应用于不完整圆和分布点非均匀分布的圆中。引出圆度误差评定的相对误差率ξk ,可说明圆度误差、加工精度、加工方法及微观占比例等情况。在圆孔视觉检测实验中,4种评定方法的计算结果分别为ξk1=0.019、ξk2=0.017、ξk3=0.018、ξk4=0.019。离散非均匀分布圆的检测方法可广泛应用于实际生产检测中。     

最小区域法评定圆度误差的程序设计技术

介绍了最小区域法判别准则和最小区域法快速精确求解圆度误差的基本思想，设计了用最小区域法评定圆度误差的程序设计技术。利用本文所述的程序设计技术，依据最小区域法快速精确求解圆度误差的基本思想，能够设计出最小区域法评定圆度误差的软件，实现三坐标测量数据的圆度误差评定。     

基于改进置换算法的圆参数评定

提出了按最小包容区域法评定圆度误差的改进置换算法,利用拟合精度较高的相对代数距离法设置置换算法的起点,符合最小条件,减少迭代次数,加快计算速度,提高拟合精度.建立了圆参数评定的数学模型,设计了相应的误差评定软件,成功地应用到了微机型万能工具显微镜的测量软件上,并给出一个影像法测量光滑环规直径和圆度误差的实例,将改进置换算法的评定结果与其它评定方法进行了比较.结果表明,改进置换算法具有较高的拟合精度和计算速度.     

基于极坐标测量的圆度误差评定算法

提出一种利用极坐标测量数据求解圆度误差的网格搜索算法,其原理是在最小二乘圆心周围按一定规则布置一系列的极坐标网格点,依次以各网格点为理想圆心计算所有测点的半径值,通过比较这些半径值,实现最小区域法、最小外接圆法和最大内接圆法的圆度误差精确评定。详细叙述了算法求解圆度误差的过程和步骤,给出了数学计算公式及程序流程图。试验结果表明,该算法可有效、正确地评定圆度误差。     

圆度误差的最小二乘法、最小包容区域法和最优函数法评定精度之比较

目的在于寻找符合最小条件的圆度误差评定方法。首先详细介绍圆度误差评定的最小二乘法、最小包容区域法和最优函数法的算法模型与实现方法;然后,在三坐标测量机上对被测圆进行采样点坐标数据提取,分别用最小二乘法、最小包容区域法和最优函数法对给定圆进行误差评定。结果表明,最小包容区域法评定精度最高,最优函数法评定精度次之,最小二乘法评定精度较低。     

最大内接圆法评定圆度误差值的快速、精确算法

介绍了利用最大内接圆判别准则求解圆度误差的基本思想,论述了用最大内接圆法评定圆度误差值的快速、精确算法。利用本文所述的计算方法,能够设计出圆度误差评定软件,实现三坐标测量数据的圆度误差评定。     

A simple method for estimating the roundness of minimum zone circle

With the rapid development of micromachining technology, the feature size of object parts becomes smaller whilst the required tolerance accuracy becomes higher. The geometry of these micro-parts must be critically verified at sub-micrometer or even nanometer accuracy in three dimensions to guarantee machining quality, such as the cylindrical parts. Therefore, the method for estimating roundness error plays an increasingly important role in machining. This paper focuses on the roundness estimation based on the minimum zone circle method in a Cartesian coordinate system. An asymptotic search method is also proposed to obtain the coordinates of the concentric centre of the minimum zone circle model and to calculate the roundness error. Comparison and simulation experiments are also conducted to test the performance of the proposed method. The results demonstrate that the proposed method is effective, reliable and can meet the requirements for roundness estimation.     

Minimum Zone Evaluation for Roundness Error Based on Geometric Approximating Searching Algorithm

Considering the characteristics of roundness error, a new method for roundness error evaluation in the rectangular coordinates, named as Geometric Approximation Searching Algorithm, is presented in this paper. The principle and steps of the algorithm are described in detail. The mathematical formulas and program flowchart are given. At first the algorithm allocates a square and predetermines the ideal centre point as the initial reference point. The radius value of all the measured points are calculated by each corresponding vertexes of the square respectively. After each vertex of the square and the initial reference point are used as the ideal centre point to calculate the roundness error, the minimum difference of the radius is obtained. The judgment and arranged square can be done repeatedly. Finally, the roundness error value of the minimum zone circle is determined. The experimental results show that the roundness error can be evaluated effectively and accurately by using this algorithm.     

圆度误差目标函数凸凹性的研究

应用凸函数理论证明了圆度误差最小区域评定法的目标函数是二维欧氏空间R2 中的连续、不可微的凸函数 ,从而证明了目标函数的全局极小值的唯一性 ,并给出了实例     

A STOCHASTIC CHARACTERIZATION OF THE MACHINE TOOL WORKPIECE SYSTEM IN BTA DEEP HOLE MACHINING Part II: Response Analysis and Evaluation of the Tool Tip Motion

In this paper, the solutions to the stochastic differential equations, which mathematically represent the machine tool work-piece system in BTA deep hole machining are presented. The solutions to the parametric stochastic differential equations have been obtained using the well known averaging technique. The non-parametric inhomogeneous equations have been solved using the Fokker-Planck equation. Based on these solutions, the true motion of the tool tip has been described using the maximum, average and minimum deviation curves. These curves predict that helical grooves will be formed on the workpiece and such helical grooves were observed on the workpieces. Also, the maximum, average and minimum values of deviation of the tool tip which is a measure of the roundness error are established. Based on these results an upper bound for the roundness error as a function of depth of hole is derived. The measurement of roundness of the specimens reveals that the experimental values be in the zone predicted by the theory in a finite region. So it can be speculated that the resultant force system is not completely balanced at the pads.     

基于差分进化的时变信道最大似然估计算法

研究了隧道环境下的通信信道估计。针对隧道环境的地铁列车与轨旁设备之间无线通信中无线传输信道快速变化的特点,提出了一种采用元胞差分进化(DE)方法实时获取时变信道的有效信道长度的新型最大似然(ML)信道估计算法——DE-ML算法。仿真结果表明该算法在使用较少导频信息的情况下,通过差分进化方法有效估计跟踪有效信道长度,其估计性能优于最小二乘(LS)、线性最小均方误差(LMMSE)、传统ML等经典信道估计算法。该算法能在提高系统传输效率的同时显著提高算法的估计精度,尤其在高速移动情况下也具有了非常良好的性能。     

基于量子遗传算法的圆度误差测量研究

提出采用量子遗传算法,以提高圆度测量精度。首先用最小二乘法拟合获得建模数据中圆度图像的圆心坐标和半径;再通过圆度计算剔除不符合要求的圆度;然后用量子遗传算法进行多进制编码,量子旋转门非固定步长调整更新;最后给出圆度误差测量流程。实验仿真显示该算法获得了精确的测量数值,与三坐标测量机测量结果误差相差小于0.005 8 mm,半径相对误差小于0.19%,测量最大误差均在0.01%以内,同时最大误差波动比较平稳,测量不确定度比其它方法值较低。     

基于免疫进化计算的球度误差评定

提出一种新颖的免疫进化计算方法(IEC)用于球度误差评定。该算法基于生物免疫系统的细胞克隆选择学说和生物进化过程中的变异思想构造了自适应变异算子，使系统能够根据环境条件自适应地确定各抗体的变异强度；通过亲和力抑制相似抗体生存并动态地产生新的抗体，以维持抗体种群的多样性。同时将该算法应用于球度误差最小区域评定，并与其它方法进行比较，结果证明该方法具有较强的自适应环境能力，全局收敛性好，提高了球度误差评定精度。     

基于微分几何法和粒子群算法计算椭球面面轮廓度误差

基于DGA算法和误差评定的最小区域准则建立了椭球面面轮廓度误差评定的数学模型,该模型将点到椭球面的最小距离求解问题转化为一个理想椭球面球心坐标的搜索问题;采用PSO算法求取所建立数学模型的最优解。实例表明在不考虑仪器测量误差的前提下,所提出的椭球面面轮廓度误差求取方法的有效性。