用灰色系统理论修正激光粒度测量的渐晕影响

激光粒度测量中,当样品到透镜的轴向距离较大时,由于透镜口径有限,会因渐晕而降低测量的精度和准确度.针对这种问题,应用灰色系统理论事先检验数据,来判断渐晕点位置,然后通过建模对渐晕点后的衍射光能信号进行灰预测,从而修正渐晕的影响.通过对距透镜不同位置处的粒子板进行测量,用灰色系统建模和无模式算法处理数据验证了该方法的有效性.这种方法可以提高距离镜头较远或覆盖范围较大的样品的测量准确度和精度.     

软测量建模中的过失误差检测新方法

软测量建模中建模数据的准确与否直接影响到模型的精度,因此通过对建模数据进行过失误差检测可以确保建模数据的质量.文中提出了一种基于聚类分析的过失误差检测方法,该方法脱离了传统检测方法依赖于机理模型的束缚,更好地适应软测量的特点.针对软测量建模过程中建模数据过失误差检测的特性提出了一种新的聚类方法,这种新方法依据各数据点到数据中心的欧氏距离进行聚类,可以有效地将过失误差从数据集中剔除.实验表明这种基于聚类分析的过失误差检测方法具有很好的效果.     

经纬仪与激光测距仪组合系统的误差分析及标定方法

通过将μ-base激光测距仪固定在经纬仪上形成一套组合测量系统,并对组合测量系统中测距仪与经纬仪的相对位置进行了精确标定,将激光测距仪测量得到的距离转换为经纬仪仪器中心到目标的距离,再结合经纬仪测量的目标角度值,形成一种适用于大尺寸、超高精度测量要求的三维测量系统。通过对组合系统的测距误差进行分析,提出了一套高精度的标定方法,使得经纬仪中心至目标点的距离测量误差为±16.9μm。并对组合系统在此标定误差下的测点误差进行了分析,结果表明组合系统点位测量误差小于激光跟踪仪。因此,理论上本文提出的经纬仪与激光测距仪组合测量系统能够满足工业领域中大尺寸、超高精度测量的要求。     

改进的GM（1，1）理论及其在预测控制中的应用

GM（1,1）是灰色理论中简单而有效的预测方法,可以对贫信息系统进行灰色建模,利用这种特点,我们可以通过系统对输入的响应数据建立系统的灰色模型对系统未来的输出进行预测,通过这些预测值与系统的给定值比较得到预测误差,通过对预测得到的误差值和系统当前的误差值进行决策,进而进行预测控制。本文采用灰色预测和PID控制相结合对一个常见的二阶系统进行了控制仿真,得到的结论证实了这种控制方法的有效性。     

静止气象卫星测距系统的距离计算及零值管理

风云二号三点测距系统是风云二号静止气象卫星应用系统指令与数据接收站的重要组成部分,其主要完成对风云二号卫星的轨道位置精度定位任务。其测距精度与测距方法和标校零值等多种因素有关。静止气象卫星测距系统采用的是伪码测距方法,零值测定、装订以及是系统中测量精度误差的主要来源,本文主要分析了其标校零值的测定以及距离计算过程,且对任务中相关零值的装订方法进行了说明。     

基于距离精度的测量机器人标定模型及算法

对机器人绝对位置误差进行检测和补偿时,通常要涉及到测量系统坐标系与机器人基础坐标系间的坐标变换,由于这个变换很难精确测定,从而导致测量机器人的绝对位置精度降低.为了克服这一情况,可改用空间两点间的距离精度来衡量机器人的绝对位置精度,这样可简化测量过程.利用距离精度的定义,建立了机器人的距离误差模型,该模型可以避免坐标转换带来的误差,降低对测量系统的精度要求.同时,激光跟踪仪测试技术的应用,使得机器人的位姿测量变得非常容易.最后给出了此模型及算法在IRB2400机器人上的应用实例.     

测量系统不确定度分析及其动态性研究

将不确定度原理引入测量系统分析 ,并对测量系统不确定度的动态性进行探讨研究 ,提出了基于灰色模型、时序分析和神经网络理论的精度损失函数的建模方法     

一种移动视觉测量系统的建模及标定方法

针对一种立柱式二维移动视觉测量系统,提出了其数学模型的建立和标定方法。分析了测量原理和系统组成,并通过对运动定位和摄像机成像的独立建模,构建了符合测量原理的整体数学模型。标定时,在完成对定位误差等13项几何误差标定的基础上,通过移动摄像机使圆孔靶标的像平均分布在摄像机的像面上,根据靶标的工作台位置、像点坐标、以及测量时对应的运动机构移动量,利用最小二乘非线性拟合方法实现对摄像机成像模型参数的标定。实验结果表明:经建模和标定后,测量平均误差为1.8μm。利用该方法进行移动视觉测量系统的建模和标定,可以有效地保证系统的测量精度。     

白车身柔性测量机器人本体补偿方法

为了提高柔性坐标测量系统的精度,提出了测量机器人本体的补偿方法.利用距离误差模型构造出机器人本体的约束方程,并求解出机器人的实际几何参数,进而将该参数应用于修正系统的运动学模型.通过运用修正后的运动学模型对车身点实施测量,并与跟踪仪的实测距离数据进行比较.实验表明,补偿前后测量系统的重复性精度基本没有发生改变,误差低于0.1 mm,但补偿后测量点间的距离误差由0.6 mm降到0.3 mm以下,精度大为提高.     

一种有效提高仪器精度的建模方法

提出了一种能够有效提高仪器仪表测量精度的建模方法。该模型结合改进的灰色系统和粒子群优化算法,通过测试数据对模型训练后得到仪表满量程内误差的拟合模型,进而可对仪器量程内任意测量值进行修正。通过实验证明,该模型具有经济性、实用性和准确性高的特点。     

带分划板的连续变倍双筒望远镜设计

介绍一种用两组元透镜来实现倒象和连续变倍的双筒望远镜设计。该设计在物镜焦面位置安装带刻线的分划板 ,可对目标进行瞄准和测量。特别是在系统不另设可变光栏的情况下 ,利用光学系统透镜边框作孔径光栏 ,使系统在整个变倍过程中不仅出瞳直径和出瞳距离均变化不大 ,而且系统与定倍望远镜一样具有较大的象方视场、出瞳直径和出瞳距离 ,从而使系统无论昼夜使用都具有真正的变倍作用和良好的观察效果。     

任意位置回转面特征参数的提取

通过对点云数据的处理提取出其具有特征意义的参数,从而进行精确建模是逆向工程的关键技术之一。基于极小惯量提取截面数据对称线,并据此提取出空间任意位置回转面的特征参数。避免了在表面测量过程中多次设置坐标系,解决了因坐标标定误差而带来的精度问题,并通过实例验证其实用性。     

基于灰色系统理论的小样本动态测量数据处理

小样本动态测量不确定度评定一直是计量领域的热点,有别于传统的统计理论,文中应用灰色系统理论来实现小样本动态测量不确定度评定.首先通过对动态测量在各离散采样点所得小样本测量数据平均运算,再进行多项式高阶拟合,克服最小二乘法在高阶回归分析时的病态缺陷,得到精确的动态测量的期望函数.然后对各离散采样点上的小样本测量数据,按照累加生成原则进行处理,根据灰色系统理论,得到对应的不确定度信息,由此得到小样本动态测量结果.最后通过具体的小样本动态测量实例,验证了灰色方法、贝塞耳方法和蒙特卡罗方法的评定结果,并达到很好的一致性.     

自准直测量系统中离焦误差分析及修正

在自准直角度测量系统中,当光电接收装置即四象限探测器偏离透镜焦平面时,会在测量系统中引入离焦误差。为提升自准直测量系统的精度,该文利用实验室已有的自准直角度测量系统,将反射镜角度对处于离焦状态的测量系统产生的影响进行分析,利用雷尼绍激光干涉测量系统测得角度值作为标准量,与测量实验系统测得角度量进行对比,根据测量结果求出离焦距离。从实验结果可以看出,将离焦距离求出并对四象限探测器与透镜间间距进行调整后,自准直角度测量曲线重合,证明将离焦误差有效消除。     

联合卡尔曼滤波器在真空断路器真空度测量中的应用

传统的真空灭弧室真空度测量方法只在一定的真空度范围内测量精度较高,且易受外界干扰,为了获得准确的真空度数据,使用横磁场脉冲磁控法和改进的屏蔽罩电位法测量真空度,利用联合卡尔曼滤波器对测量数据进行融合。根据真空灭弧室的离线检测方式和真空度变化的规律确定了联合卡尔曼滤波的初始值和系数矩阵。实验证明这种方法具有良好的容错性,能够有效抑制外部噪声对测量系统的干扰,提高测量数据的稳定性和准确度。     

基于灰色 Elman 神经网络的爆破飞石距离预测研究

针对单一神经网络预测方法存在一些不足,将建立灰色关联分析法与 Elman 神经网络的耦合模型,对爆破飞石最大飞散距离进行预测研究。首先,利用灰色关联分析方法对数据进行预处理,确定各影响因素与爆破飞石距离之间的关联度;然后,根据关联度的大小,选择关联度较大的影响因素作为 Elman 神经网络的输入层数据;最后,用神经网络的功能对数据进行训练和预测。研究结果表明：利用灰色关联分析方法确定主要影响因素作为输入层,比单一使用 Elman 神经网络的预测精度更高,达到95％以上。     

雷达光电经纬仪外测数据的融合处理方法

为了提高飞行器的事后定位精度,提出了一种基于多台雷达光电经纬仪外测数据融合的处理方法.给出了雷达光电经纬仪外测数据的数学模型,将样条约束方法应用于角度、距离和速度测量数据的融合处理,建立了飞行器位置参数和设备系统误差的联合求解模型,通过充分利用雷达测量数据来增加模型的冗余度.仿真结果表明,与单纯的角度数据融合相比,角度、距离和速度测量数据进行融合可以显著提高飞行器位置参数和设备系统误差的估计精度.     

基于白光LED的光谱共焦位移传感器

为实现光谱共焦位移传感器的小型化、低功耗和高精度,在设计过程中选择体积小、耗电量小的白光LED作为传感器的光源,并使用光纤耦合器代替复杂的分光棱镜式光学系统结构。色散镜头采用消色差透镜与非球面透镜组合的方式,在使用较少透镜数量的情况下达到较好的像差校正能力。同时结合光强归一化等数据处理方法,消除白光LED光源光谱光强分布不均匀等因素对测量精度造成的影响,得到准确、稳定的峰值波长与位置间的对应关系。通过双频激光干涉仪对系统进行标定和测量,实验结果表明使用435~655 nm波段,系统测量范围可以达1.7 mm,平均测量精度1.8μm,满足一定的测量需求。     

基于Linnik型白光显微干涉光谱测量方法

针对在复杂测量环境下实现薄膜类样品的高精度测量需求,基于白光干涉光谱测量理论,搭建了Linnik型白光显微干涉光谱测量系统,该系统具有较长的工作距离.系统采用5步相移算法实现相位信息的精确提取,通过对绝对距离以及标准薄膜样品的测试,验证了方法的可行性,并在此基础上利用系统实现了对微结构表面形貌和不同材料薄膜厚度的纳米级精度测量.     

一种高电压环境下的二维微位移测量系统研制

高压电容器高低压电极之间不同轴,在通电状态下高低压电极间会产生相对位移,影响电容电压系数。为准确测量在高电压环境下高、低压电极之间的相对位移,研制一种基于微结构特征与数字图像序列分析相结合的二维微位移测量系统。该系统由标片、工业相机、镜头、环形光源、无线通信模块、微型电脑等部分组成。通过激光干涉仪对标片上圆心距离进行精确标定,各方向标定系数分散性标准差为2.16×10~(–4)μm/像素,再通过圆心距离计算测量系统每个像素代表的长度值,采用这种方法可以将系统的测量结果溯源至激光波长。通过对系统精度的实验验证,在[0 mm, 8 mm]测量范围内,所研制系统在二维方向的准确度优于4.9μm。结果表明,该系统满足高压电容器高低压电极之间位移测量精度要求。