用立体视觉测量多自由度机械装置姿态的研究

提出一种立体视觉测量多自由度机械装置姿态的方法。方法的摄像中所含的参数物理意义明显,考虑了镜头的畸变,并运用最小二乘法拟合这些参数。实验结果表明,这种测量方法具有较高的精度。     

基于载体姿态测量的双轴卫星天线初始对准算法

天线初始对准技术是移动卫星通讯系统的关键技术之一，往数字罗盘测得载体姿态的基础上，推导出了天线实际转过的方位角和仰角，从而确定了一种实用的天线初始对准算法。     

全姿态光纤陀螺井眼轨迹连续测量仪研究

在油气井井眼轨迹测量中,针对传统磁通门磁力计无法在套管井、铁矿井等受磁场干扰或无磁环境下测量的问题,研制了一种新型小口径全姿态井眼轨迹连续测量仪.系统采用了新研制的小口径精密三轴一体化光纤陀螺和3个石英加速度计作为核心传感器,为克服高温恶劣环境对仪器测量精度的影响,提出了加装保温瓶、置入吸热材料、对传感器采用小波神经网络进行温度漂移辨识与补偿的方案.给出了系统方案、轨迹测量算法、漂移误差估计与补偿算法.测试结果表明:该系统倾角测量范围为0°～180°,井斜方位为0°～360°,井斜方位精度优于±3°,倾角精度优于±0.15°.系统能够有效解决在无磁或磁干扰等环境下的轨迹连续测量问题,其全姿态测量特点使其亦适用于日益增多的水平井测量,具有广阔的应用前景.     

基于ANSYS的单自由度微动工作台仿真研究

通过有限元软件ANSYS,建立有限元实体模型,同时讨论了模型的好坏、评价标准,对单自由度微位移工作台进行了仿真计算,建立了微位移机构位移量和最大应力的回归方程式.     

应用Kalman滤波器提高机抖激光陀螺姿态测量系统瞬时精度的方法

机械抖动激光陀螺输出的原始数据不仅包含了外界的惯性输入的角速率信息,还包含了抖动信号的角速率信息,通常使用线性相位FIR滤波器去除机械抖动信号,信号经滤波后其所有频率成分都将产生一定时间的延迟,这将对由机抖陀螺组成的高精度实时姿态测量系统造成影响.本文提出了一种基于姿态角运动跟踪预测模型和Kalman预测的姿态测量滤波延迟补偿方法.实验结果表明,本方法能有效估计并预测运动载体的姿态运动,补偿由于FIR滤波器时间延迟带来的不利影响,提高姿态测量系统的实时性和瞬时精度.     

基于单自由度强迫振动的直线波浪发电系统研究

针对海洋环境中波浪发电系统存在腐蚀严重、冲击大的问题,对全密封式直线波浪发电系统的物理模型、电能转换、磁力线和磁通分布等方面进行了研究,对系统内电磁阻尼的改变导致发电动子位移幅值变化进行了分析,提出了一种基于单自由度强迫振动的直线波浪发电系统,基于Ansoft对直线波浪发电系统的磁场进行了仿真分析,使用单自由度强迫振动模型对发电动子的运动进行了分析,利用波浪水池对发电系统进行了定性实验。研究结果表明,直线波浪发电系统的全密封方式能解决发电部分腐蚀严重的问题,发电动子位移幅值的可控性减少了系统的冲击,磁力线和磁通分布均匀,系统整体可以跟随波浪一起运动。     

基于角速率陀螺移动载体的运行状态判断及应用

车载移动卫得通讯系统在运动过程中为了始终保持天线对准所使用的地球同步卫星,需要根据车载体的运动状态实时调整天线平台伺服系统PID控制参数,而车载体运动姿态的变化能直接反映到陀螺输出信号.论文分析了路况和车速对陀螺输出数据的影响,并在MATLAB中进行了仿真验证;在对各种路况下采集的陀螺信号在时域中进行了统计特征量的分析后,得出了依据陀螺输出信号实时判断车载体运动状态的方法.     

新型陀螺漂移性能测量的研究

针对以往陀螺漂移检测仪器的缺点,提出了一种新型的采用光学原理测试陀螺漂移装置的设计方法,对其工作原理及测试方法进行了较详细的描述;在此基础上与传统漂移测试仪器的优缺点进行了类比,并对实际测试的验证结果进行了总结分析,提出了进一步提高测量精度及完善的设想,为研究漂移性能的检测测量提供了理论指导及实践参考。     

基于加权移动平均的姿态角测量技术实现

在深入研究基于二维传感器测倾角技术的基础上,分析了利用三维传感器测姿态角的原理方法,该方法可减小因二维传感器单轴或双轴输出带来的随机性系统误差,可实现同时对倾角与滚转角的测量;在后续的数据处理方法选择上,运用了基于加权移动平均平滑滤波的修正方法,并在仿真与实验中得到了验证,提高了数据的精度,取得了较好的效果,为特殊行业的测姿提供了理论支持。     

基于Matlab的单自由度振动系统的数学仿真实验

以弹簧一质量系统为力学模型,研究单自由度系统的特性有着非常普遍的实际意义。根据单自由度振动系统数学模型，利用Matlab软件设计了单自由度振动系统的数学仿真实验。通过实验可以得到单自由度振动方程的数值解，并可以绘出在不同阻尼比时的响应曲线，得出一些有用的结论。     

基于激光三角法的圆度误差在线检测技术研究

提出了一种基于激光三角测距原理的圆度误差在线检测新方法。论述了检测系统的构成、测量原理和测量方法,讨论了主轴回转误差的分离,最后在普通车床上进行了实验验证,并用三坐标测量机作了对比测量,结果表明,两种测量方法的标准差均为0.75μm,两者间相对误差平均为4%。     

基于多频外差原理的三维测量技术

提出了一种基于外差原理的三维测量技术,该技术由相位移法、外差原理和双目立体视觉3部分组成。相位移法和外差原理相结合能够自动完成相位展开,同时保持相移法原有的相位求解精度;然后根据相位展开后的相位图,使用双目立体视觉原理自动完成左、右对应点的立体匹配和被测物体的点云重构。利用基于多频外差原理的三维测量技术建立了一套三维测量系统,该系统由2个CCD摄像机和1个DLP投影仪组成。利用上述系统对人脸模型进行测量试验,测量结果表明该系统能够完成复杂自由曲面的测量,测量数据完整可靠。     

基于气动测量原理的零件自动选配系统

本文阐述了实现高精度、宽测量范围、基于气动测量原理的压缩机自动选配系统的工作原理和主要设计方法,介绍了用于提高零件测量精度、扩展气动测量范围和实现智能测量的建立在软硬件基础上的自校准三次测量法、增益可编程控制测量放大器和非线性修正技术的工作原理,给出了部分软件的流程图,并对误差修正前后的测量系统的精度进行分析,用试验进行验证。     

基于静力平衡原理的三维均质实体测量方法

提出一种基于静力平衡原理的三维均质实体无损测量方法,测量方法根据杠杆平衡系统中力的变化间接实现无损分层测量,以杠杆平衡系统中力与力矩平衡和其与实体重量的关系为基础,通过按一定方向越过支点微小位移,测量杠杆平衡系统中实体每个不同位置的受力变化大小,求解被测实体各片层的质量和相应片层的重心坐标值,建立各片层质量和所含微小单元体的方程组及重心坐标方程组。然后通过智能计算求解方程组,获得各单元体的质量和空间坐标值,进而对获得的点云数据进行图像重构。重点论述了基于静力平衡原理的三维均质实体无损测量方法的测量原理、组成和其数学模型的建立及其求解分析。     

基于非晶态合金的应力测量方法的研究

针对基于铁磁材料逆磁致伸缩效应应力检测方法的灵敏度和精度都比较低的问题,对利用非晶态合金材料良好的软磁特性进行间接应力检测的方法进行了试验研究。设计了专用的测量传感器以及测量系统,通过在被测材料表面粘贴TM—M型的Fe基非晶合金薄带,对一维和二维应力状态进行了标定试验。利用回归分析的方法,建立了磁测输出信号电压与应力的数学模型,并用该模型进行了实测试验。试验结果显示,这种间接应力磁测方法的灵敏度和准确性都比较高,具有推广使用的价值。     

基于红外测温的筒形锻件内外径在线测量

针对目前筒形锻件外形尺寸无法实现在线测量的现状,提出一种新的基于红外测温技术和激光扫描技术相结合的筒形锻件内外径在线测量方法,该方法中温度信息由红外双色测温系统测得,外径尺寸信息由激光扫描技术测得。对红外测温原理进行研究,根据测量现场的情况构建红外双色测温系统,减小现场恶劣环境和锻造过程中锻件表面氧化皮对测温造成的影响,提高了测量精度。在传热学的基础上推导筒形锻件导热微分方程,建立筒形锻件温度与尺寸的关系,结合锻件内外表面的温度信息和外径尺寸信息求得内径尺寸的大小,从而实现筒形锻件内外径尺寸的在线测量。通过试验验证该方法的可行性,同时可以满足现场测量的精度要求,从而解决筒形锻件内外径测量的瓶颈问题,在筒形锻件锻造现场有一定的应用前景。     

基于迈克尔逊干涉原理的孔径测量及装置设计

由于测量空间限制和孔本身的特点,孔径测量难度较大。本文设计一种简单易行、高精确度的测量方案,并对孔径载物台进行了设计。其干涉原理采用迈克尔逊干涉原理,数据的采集则采用CCD传感器。可以在大多数情况下实现孔径的测量,其测量精度达到微米级别。     

微惯性测量器件的标定方法研究

在捷联惯性航向姿态测量系统中,微惯性器件是核心部分,陀螺和加速度计的精度直接影响整个系统的精度.详细给出了惯性测量器件的标定方法,利用软件来补偿器件的误差,从而改善系统性能.     

气浮式空间力矢量测量方法研究

提出了基于气浮测力的力矢量测量方法,设计了一维气浮测力模型和气浮式力矢量测量平台模型,推导得出了空间力矢量的求解公式,研制了气浮式空间力矢量测量平台样机。实验结果表明:沿坐标轴方向加载时,其他坐标轴方向测量值均为零,这表明气浮式测力平台测力时不存在维间耦合现象。三维空间内力矢量测量误差结果如下:力的相对误差为0.2%,力的方向误差为0.5°,作用在气浮平台上力的作用点位置坐标误差为±0.05mm。     

采用光纤光栅传感器测量模型材料应变的原理和应用

应变是材料与结构的重要物理特性,最能反映结构局部特性,是材料和工程结构健康监测最为重要的参数。对材料应变测量,可以预知局部荷载的状态。光纤传感器具有灵敏度高、响应速度快、电磁兼容性强、无零漂、可靠性高、使用寿命长等特点。光纤光栅应变传感器是一种极具发展潜力和应用价值的应变传感器。研究了光纤光栅应变传感器的传感原理、应变传递规律及其在模型试验相似材料应变测量中的应用,测量得到的应变历程与实际物理过程相一致。