多阶段制造系统中尺寸偏差建模与控制

多阶段制造系统中,最终产品的尺寸偏差是所有加工工位上尺寸偏差累积、耦合与传递的结果.为了解决多阶段制造系统中缺乏系统层上尺寸偏差控制模型的问题,在定义了3个坐标系、零件模型和零件偏差的基础上,通过齐次变换方法,推导出了夹具误差、基准误差、安装误差和加工误差的累积、传递过程,构建了状态空间模型,给出了模型的系统矩阵.该模型建立了每个工位上的零件尺寸偏差与制造过程中各种误差之间的关系,将尺寸偏差控制从设备层扩展到了系统层.实例证明了该模型的有效性和可行性.     

卡尔曼滤波在精密机床装配过程误差状态估计中的应用

针对精密机床装配偏差控制问题,在借鉴多工位装配中薄壁件装配偏差控制方法的基础上,建立了精密机床装配过程中偏差传递的状态空间模型,并提出了一种利用卡尔曼滤波实现对装配误差进行最优估计的新方法。首先,根据机床结构建立基准传递链,将零件关键特征在基础坐标系中位姿误差定义为状态变量,引入状态空间方程描述装配过程中的偏差传递,实现对装配工艺过程的数学表达。然后,基于状态空间模型,将当前装入零件加工误差作为系统输入误差,以当前装配步的测量结果为观测值,通过卡尔曼滤波计算装配误差最优估计值以及相应协方差矩阵,实现装配过程中装配误差的估计。最后,应用该方法对精密坐标镗床装配过程进行计算,结果表明:与传统公差分析计算方差相比,经过卡尔曼滤波计算得到最终装配状态估计误差的方差减小了63%,说明该方法用于评价装配过程中偏差累积是有效的,能为优化装配工艺和机床装配调整工艺提供有效指导。     

一种共用定位销的多工序夹具布局优化设计准则

针对多工序装配过程中一种共用定位销的夹具布局优化设计问题,提出了一种设计计算准则.首先,由状态空间方程推导出用于描述多工序装配过程单一零件尺寸偏差状态传递和累积的状态空间模型.之后,采用数学公式推导和统计学方法由该模型得到了用于描述关键产品特征平移偏差和角位移偏差间关系的协方差矩阵.依据该矩阵的统计学意义,提取矩阵的迹作为夹具布局优化设计计算准则.采用一四工序的装配实例,由交换算法进行验证.结果表明,与传统设计准则相比,所提出的夹具布局优化设计准则使用点的平面欧式距离计算代替了复杂的高维矩阵计算,不仅和传统设计准则同样有效,而且计算效率更高,节约了计算成本.     

DEDS不可简约系统矩阵的周期性稳定分析

由在(max， )上建立的DEDS的状态空间表达式数学线性模型和描述闭环线性模型系统行为的递归方程组(称为原始系列)及对偶系列，对DEDS行为的周期性与谱射影矩阵进行分析，得到其递归方程组的解，从而确定DEDS的系统矩阵具有周期性稳态过程。     

控制批量零件加工过程偏差源的多元指数加权移动平均法

为了监控批量零件加工尺寸偏差的时域属性，在分析了单件零件加工尺寸偏差状态空间模型的基础上，给出了零件加工尺寸偏差与偏差源的空间关系，并提出了控制批量零件加工尺寸偏差源的多元指数加权移动平均（MEWMA）法.以批量零件加工过程偏差源为输入变量，通过仿真分析零件加工过程，比较了在偏差源阶跃型、奇异值型以及趋势型异常模式下面向偏差源的MEWMA法与面向偏差的休哈特法的统计控制.结果表明，所提出的MEWMA法具有有效性和可行性.     

基于子空间方法的非均匀多采样率系统辨识

针对非均匀多采样率系统的建模问题,根据因果关系,建立了非均匀多采样率系统的状态空间模型.对于含有提升变量的状态空间模型,提出基于子空间技术的辨识方法.首先,由系统的输入输出数据建立由Hankel矩阵组成的扩展状态空间方程;其次,利用斜交投影的原理,以及奇异值分解,通过子空间辨识算法确定增广观测矩阵和状态向量;最后,通过最小二乘方法确定模型的参数矩阵.该方法简单有效且对初值具有鲁棒性.仿真实例验证了方法的有效性.     

2—D系统理论进展

该文对二维（２－Ｄ）线性离散系统的状态空间模型与状态响应，可分性与特征值，传递函数矩阵和实现，稳定性与能稳性，特征多项式与极点配置，观测器及综合等问题的进展状况作了系统概括，并对其发展趋势提出了若干见解。     

平面刀具数控加工面齿轮与齿面偏差分析

为了面齿轮的切削、磨削刀具通用化,研究了格林森平面刀具加工面齿轮的数控方法。在获得平面刀具理论运动规律的基础上,简述了格林森数控机床系统的运动自由度,建立了数控系统的坐标系,通过坐标变换、运动等价要求及啮合方程建立了数控系统的运动规律和面齿轮数控加工模型,为降低原理性和数控齿面综合偏差,进一步建立了减小齿面误差的敏感矩阵模型,以修正机床运动规律。齿面仿真结果表明算例中平面刀具加工面齿轮的原理性误为-1.052mm,相对平面刀具的理论加工方法,数控加工齿面偏差为-12.77μm,修正机床运动规律后,综合齿面偏差降低到了-626.3μm.因此应用敏感矩阵法有利于降低平面刀具加工面齿轮的综合齿面误差和优化机床运动规律。     

基于组合信号源的非线性系统的子空间辨识

为解决对非线性采样系统的状态空间Hammerstein模型难以辨识的问题,提出了基于组合信号源的辨识方法.首先用组合信号源将静态非线性环节和动态线性环节分离.其次,采用模糊神经模型拟合静态非线性环节,有效地避免了采用多项式方法逼近非线性函数的限制,拓宽了非线性模型的适用范围;采用子空间算法估计采样系统的状态空间参数矩阵.最后,通过对两个非线性Hammerstein系统模型的仿真,验证了所提出的辨识方法,既简化了辨识过程,对非线性模块能够较好地拟合,又可以很快估计出状态空间方程系数矩阵,从而证明了所提方法的准确性和有效性.     

具有两种不同阻尼模型的非黏滞阻尼系统的状态空间方法

考虑具有两种不同阻尼模型的三自由度线性非黏滞阻尼系统.通过使用一组内部变量变换,将传统的状态空间方法扩展到非黏滞阻尼系统,从而将系统转换为时间域上的一阶线性系统.这种拓展的状态空间公式可以应用于具有两种不同阻尼模型的多自由度线性非黏滞阻尼系统,使系统更加简单,便于分析.最后以指数阻尼系统为例子,证明了这种状态空间方法的有效性.     

2-D区间系统的分支稳定性问题

研究线性离散2－D区间系统一般模型的分支稳定性问题，分别给出了此类系统分支渐近稳定性和指数分支渐近稳定性的定义。当且仅当系统矩阵满足某些约束条件的状态向量变换成满足另外一个约束条件的向量时，证明了此类系统是分支渐近稳定的。利用不等式性质，给出了2－D区间系统一般模型分支渐近稳定和指分支渐近稳定的判别条件。     

动态坐标转换技术在土地调查中的应用

在第二次全国土地调查中,需要将54坐标系下的相关数据转换到80坐标系,而两个坐标系下两套数据的存储与更新是设计转换方案时要重点考虑的因素.根据建立的二元双三次多项式转换模型,提出一种动态坐标转换的技术方案,分别实现栅格数据和矢量数据的坐标转换,解决两个坐标系下数据的存储冗余问题和更新异常问题.     

随机2-D离散系统的统计特性

随机系统在研究方法上不同于确定性系统。目前，对存在随机干扰的2－D状态空间模型的研究较为少见。该文针对2－D随机多输入多输出线性时变系统的状态变量表达式，讨论了系统状态的统计特性，给出了系统的状态均值、方差和协方差阵的计算公式，并举例说明了该计算法。这些结果对进一步展开对随机2－D系统的状态估计，最优控制和其它方面的研究都具有重要意义。     

数控加工中关于工件坐标系建立方法的探讨

工件坐标系是编程人员在编程和加工时使用的坐标系,是程序的参考坐标系。工件坐标系的设定应根据零件特点,利于编程和尺寸的直观性,并且应便于操作人员在机床上找到。本文通过对工件坐标系的分析,提出一种在数控机床上,通过人工快速、准确地建立工件坐标系的方法。     

移动卫星通信信令系统的综合研究及优化设计

研究了ＩｎｍａｒｓａｔＭ、Ｍ４、Ｃ２、Ｃ３移动卫星通信系统及其信令结构,按照系统定义描述,归纳了系统的所有事件、状态、行为,并按照状态机模型实现信令处理流程,改变了常规的流程图算法设计,使得所设计系统具有更易扩充、修改维护和更具有强壮性．由于这四个系统所包含的模块、处理方法等具有很大的相似性,都可以按照状态机模型运行,因此提出将各种不同的系统综合成一个统一系统的设想,按照不同系统的相似模块进行合并统一,最后以实时多任务操作系统进行设计．实际测试表明,这种设计方法使软件结构规范统一,系统扩充修改方便,系统分析员和编程员可以分开,系统维护容易,因此大大减少了整个系统的软件设计费用,具有很大的灵活性和经济效益．     

区域GPS空间基准网的建立

随着GPS的广泛应用，如何提高GPS的定位效率，实现实时定位，已经成为有待解决迫切的问题，目前RTK技术(实时动态全球定位系统)不需要数据的后处理即可快速定位，但在定位之前，需要在足够的已知点上进行观测，计算获得所需区域的坐标系统的转换参数，这在很大程度上影响了RTK的定位效率和点位的相关与一致性，此外，目前许多城市的地方坐标系统与国家坐标系统之间缺乏精确严格的换算关系，结合区域GPS空间基准网的建立项目，阐述了GPS空间基准网的布设与施测、投影与坐标系统转换等相关的数学模型和解算方法，探讨了多套参数的差异与应用，观测分量的误差对于拟合参数精度的影响等问题，并给出了相应的分析数据．基于上述方法可以获得区域统一的、精确的多套坐标系统之间的转换参数，将WGS84的大地坐标与现行实用的坐标系统如1954年北京坐标系统、80西安坐标系统以及地方坐标系统紧密联系起来，从而实现坐标系统之间实时精确的转换，为RTK实时定位奠定基础。     

状态空间指定圆域特征值配置的分式线性变换方法

研究了线性状态空间系统闭环特征值配置到指定圆域内的问题．通过分式线性变换将指定圆域特征值配置问题转化为普通的闭环稳定控制器设计问题．给出了状态空间中线性系统进行分式线性变换的公式，研究了变换后线性系统的可镇定性、可检测性与原系统的关系等．在此基础上，给出了对变换后系统设计的状态反馈或输出反馈最优控制与原系统的关系．     

网络化的DNC集成系统的构建与实现

用以太网接口取代RS232接口,将DNC通信模式提升至以太网的TCP/TP模式,可构造基于以太网的分布式数控集成系统。该系统为管理层和设计工艺层的接入信息提供网络化平台,可实时收集各数控机床的工作状态、加工对象、加工程序段、运动坐标、故障信息等,对运行数据进行统计和分析,实现计划和调度的网络化管理。