数控车床主轴系统误差测试及分析

机床主轴部件的动态和热特性是衡量机床性能水平的重要技术指标。主轴误差测试及误差分析一直是检测及提高机床性能的重要手段。本文在分析主轴动态和热态性能的基础上,针对具体的数控机床重点研究如何通过实验方法获得机床的回转误差和热漂移误差分析方法。     

一种提高回转运动测试精度的新方法

利用机器中诸如齿轮，花键，联轴器等零件上的沿圆周方向均布的齿，键或螺栓等结构作为“码盘”测试回转运动的角位移和角速度时，由于这些结构的分布不均匀而使测试精度不高，本提出“移相比较法”可以在无须严格标定的情况下提高这种测试方法的精度，中同时介绍了一种计算角速度信号的方法。     

精密离心机主轴回转误差测量仿真技术研究

精密离心机主轴回转误差直接影响精密离心机动态半径的测量、离心加速度输出精度以及精密离心机主轴运行安全性,必须精确测量主轴回转误差参数;介绍一种应用3个电容测微仪测试并分离主轴回转误差与圆度误差的方法,利用MATLAB对三只电容测微仪安装角度误差、主轴全周采样点数、测试系统本底噪声对主轴回转误差测试结果影响进行仿真分析,得出采样点数N、测微仪安装角度误差δα、δβ以及测试系统本底噪声对回转误差分离的影响,基于仿真结果确定了10-6量级精密离心机主轴回转误差测量的几个工程参数。该方法已应用于某高精度精密离心机主轴回转误差精密测试中,实测表明,转速在300 rpm内精密离心机纯回转误差测量结果为0.25 μm,满足10-6量级高精度精密离心机的研制指标需求。     

基于积分分离数字PID控制的超精密定位系统的设计

作为精密加工工业的基础，超精密定位技术已经成为高精度加工的关键环节之一。本文设计了集位移数据采集、处理、控制于一体的超精密定位系统。在阐述了PID控制算法的一般原理基础上，采用了一种基于积分分离数字PID的控制算法，实现了对超精密定位系统的闭环控制。     

基于PXI的空气主轴回转及倾角误差测试系统设计

在对高精度精密离心机性能进行评价时,离心机空气主轴的回转误差和倾角误差是两个关键的考核指标;为了能够同时对空气主轴的回转误差和倾角误差进行测量,在三点法回转误差测量与分离技术的基础上,提出了一种两层三点法回转误差测量方法;针对该方法,设计了测试系统的软硬件结构,并基于PXI总线搭建了测试系统的硬件部分,在Labview开发环境下开发了误差测量与分离软件;利用该系统对在10-6级精密离心机的空气主轴回转级倾角误差进行了测试,验证了所提方法的有效性和可行性。     

喷水推进型舰船回转工况动态仿真研究

该文介绍了喷水推进型舰船推进系统数学建模和回转工况动态仿真。首先介绍了某型舰船喷水推进系统数学模型及仿真模型的构建方法；基于上述仿真模型，对舰船的回转工况进行了仿真研究，得到了舰船航速、柴油机负荷以及喷水推进泵工作安全可靠性等性能参数在不同回转工况下的变化规律；所获得的结论有助于正确认识喷水推进型舰船回转工况下船、机、泵之间的动态配合关系，并可为该型舰船回转工况下操纵性能的科学预报和控制参数的正确设定提供指导。     

捷联惯导动态角精度实时测试评定技术

针对验收和使用捷联惯导过程中对其姿态角、姿态角速度精确动态测试及性能评估的需求,设计了角度和角速度精度评估模型,利用高精度三轴转台、电子水平仪和高精度陀螺寻北仪等标准设备构建了检测评估系统。该系统可自动操控转台为被测捷联惯导提供动态角度和角速度激励,模拟摇摆、加速、减速、静态、匀速多种工况,并实时采集转台和捷联惯导的姿态角和姿态角速度输出偏差,实现了对动态角精度进行实时评估。通过检测OCTANS角精度实验,证明了该方法实时有效,动态激励全面,检测精度高,为捷联惯导动态角精度的评估提供了工程实用的新途径。     

基于有限元仿真和试验测试的数控机床主轴动平衡技术研究

机床主轴在装配完成后会因为若干因素造成主轴不平衡,产生振动而影响机床最终加工精度,最终造成主轴主要回转部件失效。本文采用现场动平衡试验所得不平衡量作为有限元输入条件,经仿真计算得到主轴此时产生的变形量和等效应力,对于预测主轴不平衡引起的破坏有实际价值。     

轴承超精密磨削生产线调度仿真系统设计与实现

流水线式生产车间中,面对小批量多品种订单时,合理安排产品加工顺序可以有效提高企业的生产效率,保证加工企业的经济效益。本文利用Plant Simulation软件对非标轴承超精密磨削生产线进行建模,并利用GA算法,求解典型订单的最小化最大完工时间。仿真结果表明本文中方法可以有效提高企业的排产能力,从而指导加工过程,提高产线加工效率。     

水下CMUT动态性能仿真与测试的研究

目前CMUT以其频带宽、易集成阵列化、无需匹配层、灵敏度高等优点成为水下超声传感器在研究及应用推广方面的一个新热点。主要开展了对CMUT动态性能的仿真与测试。首先利用SIMULINK对CMUT发射和接收性能进行动态仿真分析,并建立实验平台,以仿真结果作为依据对CMUT动态性能进行了测试,同时实现了CMUT水下初步探测。本研究为CMUT的设计提供了有利的依据。     

仿真转台误差分析及误差建模

该文针对某型三轴仿真转台的结构和工作原理，探讨了影响系统空间误差的各个误差源，总结出三轴转台的全部几何运动误差。基于多体系统运动学的基本原理，阐述了系统的拓扑结构，分析了多体系统有误差运动的基本规律，推导出特征矩阵构建方法，研究了根据特征矩阵得到三轴转台的综合空间误差。此空间误差包括了系统的空间指向误差和空间位置误差，为转台的误差补偿和精度分配提供了理论依据。该方法也可为其他类型的多自由度运动系统的误差建模及误差补偿提供理论参考。     

对射频仿真系统中目标精度的分析

目标位置精度在射频仿真系统中对武器系统测量误差分析至关重要。依据电磁理论,给出了目标视在角位置方程。同时进一步分析了影响目标位置精度的几个重要因素,并通过仿真说明其影响的程度。通过对误差的分析,可以在实际测量中改进和修正测量误差以提高测量精度,因此在工程上具有重要的参考价值。     

基于Web的数控机床误差参数辨识系统

误差参数辨识是误差补偿的前提。本文首先介绍了误差辨识的原理,然后采用B/S模式、3层体系结构和.NetRe-moting技术设计并实现了基于Web的误差参数辨识系统。通过实例运行,证明该系统的设计是可行的,从而为实现基于Web的误差补偿技术奠定基础。     

网络化测试系统中时滞误差的动态补偿

以基于网络的动态测试为研究背景,在无GPS等时钟同步设备的条件下,设计一个基于LMS算法的自适应估计器,对参比系统、被测系统及误差处理器的时钟源同步误差进行在线估计,实现了对网络时延引起的时滞误差的动态补偿。仿真结果表明,该自适应时延估计器能够有效地对时钟源同步误差进行估计,网络化测试系统动态补偿后的总误差比补偿前下降了85％。     

PIV系统测量误差的评价方法研究

通过解决高速高精度的转速控制、安全性控制等技术问题研制了PIV基准速度场系统,最高速度达200m/s,且达到了可用于对PIV系统标定的误差要求;介绍了利用基准速度系统对PIV测量误差评价的实验方法,解决了示踪粒子模拟、体激光投射的PIV测量方法等关键技术问题,并完整的介绍了实验的流程;通过PIV系统误差来源分析、速度基准系统不确定度分析以及PIV测量结果分析等完整的介绍了数据分析的方法与流程,得到了1套PIV设备的误差标定结果。     

基于计算机仿真的弹道导弹误差系数数据流程

弹道导弹的精度计算中,误差系数的计算具有重要的意义,在旋转地球上的误差系数计算复杂,因此有必要建立通用的计算机仿真计算模型。该文主要分析了弹道导弹误差系数的计算方法,在计算机仿真中的数据流程,为计算机仿真模型的建立奠定了基础。在已知数学模型的基础上,可以方便地在不同的仿真平台上建立仿真模型,计算各种类型导弹的误差系数,具有一定的通用性。在此基础上,可以在不同的语言平台上方便地编程实现,作者在MATLAB／Simulink的语言平台上建立的仿真计算模型,可以实现对通用的弹道导弹误差系数的计算。     

Simulation of Current Measurement Using Magnetic Sensor Arrays and Its Error Model

Magnetic sensor arrays are proposed to measure electric current in a non-contact way. In order to achieve higher accuracy, signal processing techniques for magnetic sensor arrays are utilized. Simulation techniques are necessary to study the factors influencing the accuracy of current measurement. This paper presents a simulation method to estimate the impact of sensing area and position of sensors on the accuracy of current measurement. Several error models are built up to support computer-aided design of magnetic sensor arrays.     

基于三维数字图像相关法的非接触式动态位移测量方法研究

在动力学实验中,准确测量实验模型的动态位移响应是保证实验品质的关键环节,传统获取位移响应的方法都存在一定缺陷,比如无法全场测量,动态测量效果较差等;针对这些缺陷,提出了一种基于三维数字图像相关法(3D-digital image correlation)的非接触式光学动态位移测量方法,搭建了基于三维数字图像相关法的非接触式光学测量平台,通过地面实验,将测量结果与真实位移进行对比分析,对其使用范围和精度进行了验证;实验结果表明,在像面内平移或垂直运动时,测量精度可靠;在绕像面横轴旋转运动时,角度应尽量小于20°;实验结果为基于三维数字图像相关法的测量技术提供了有效的参考。     

基于动网格的NACA0012翼型动态失速仿真计算

针对翼型动态失速问题,利用动网格技术的数值计算方法,采用转捩修正的SST k-ω湍流模型对NACA0012翼型进行仿真模拟及数值计算,得到翼型升阻力系数随迎角的变化规律以及翼型表面的压力和速度云图。研究表明,动网格技术和所选湍流模型能较好地捕捉翼型动态失速过程中涡流的形成、发展、脱落和再附着的过程,对翼型动态失速的研究提供一定的参考作用,也为民航训练动态失速项目的研究奠定基础。     

弹道中段动态目标回波仿真研究

弹道中段目标识别是当前国防安全研究的热点,尤其是如何获取能够反映目标特性的回波数据的问题.现有的目标回波数据获取方法成本高,计算量大且不能反映复杂目标回波特性.针对此问题,提出了一种新的中段动态目标回波仿真方法.方法首先研究了弹道中段目标运动模型,在分析不同目标中段运动特性的基础上,推导出了进动目标和翻滚目标相对雷达的姿态角的变化规律.然后利用电磁计算软件计算目标全姿态角回波数据,结合动态目标的雷达-目标姿态角从全姿态角数据中提取动态回波数据.为了获取宽带回波,结合步进调频理论,对动态数据进行逆傅里叶变换.实验表明,新法能够获得反映目标运动特性的回波数据,为目标识别提供有力支撑.