先行分离直行运动误差的二次相移三点法

现代检测与补偿技术越来越要求测量的高精度和实时性，通过直接获取运动误差以避免误差残留的二次相移三点法，为运动误差的在线高精度检测提供了一条有效途径。通过对3个传感器的测量数据按照二次相移原则进行数据重组，在数据处理的首次操作时消除直线形状误差的影响，从而在反滤波基础上可以先行分离出直行运动误差的平移分量和转动分量。利用权函数对比分析，证明了二次相移三点法与先行分离形状误差的直线频域三点法在本质上的同源性和统一性。实验结果表明，该方法可以较好地分离出直行运动误差和直线形状误差。     

乱序四点法直线误差分离技术

提出了一种新的时域乱序四点法直线误差分离技术，它通过对4个特定布置传感器的输出数据进行冗余组合和乱序递推，能快速精确地分离出工件的直线形状误差和工作台的直行误差运动，该方法既避免了频域三点法中必须经过正反两次Fourier变换从而使计算时间相对较长的问题，又有利于在线检测与补偿加工；同时，既克服了时域逐次三点法传感器之间的间距必须等于采样间隔的限制，又可以获得更为密集的采集数据，达到更高的分离精度。     

圆柱度和回转精度与导轨直线运动误差分离理论的研究

本文给出了移动三点法圆柱度误差分离的数学模型与求解方法.据此方法,只要拾取三传感器在一次安装下沿直行运动的输出信号,即可同时获得并准确分离工件的圆度、圆柱度误差与其径向、角向回转误差及测量架的直行运动误差.     

三点法圆度误差分离及演化形式与精度分析

论述了圆度误差分离的三点法及演化形式-二点法和四点法的基本原理，通过分析它们各自的特点和测量精度指出权函数的取值是影响测量精度的关键因素，应通过合理选择测量系统参数以避免谐波抑制的发生，而且应针对具体情况选择适当的圆度误差分离方法。     

角位移和线位移圆度误差分离技术的比对分析

分析了采用角位移三点法和线位移三点法测量工件圆度误差时，两种方法权函数的频域特性：谐波抑制特性、测量系统权函数总体特点性对噪声的敏感特性。结果表明，角位移三点法存在0阶、1阶谐波抑制，且该测量系统的权函数有高通特性，这些特性不利于提高属于低频信号范围的圆度误差的测量精度，但有助于抑制测量噪声对圆度误差分离精度的影响。     

形状误差分离统一理论—解的确定性准则

形状误差分离的根本问题是误差分离方程的求解，其解是否存在，决定了形状误差能否分离．通过对现存的各种圆度、直线度、圆柱度及螺纹导程误差等形状误差分离技术的深入探讨，就形状误差分离技术的共同性质作了归纳，据此提出了在线误差测量和分离的一般方法，给出形式统一的矩阵方程．在此基础上，针对误差分离统一方程解的性质进行了详细讨论，应用矩阵理论给出了误差分离统一方程解的确定性准则．结合形状误差分离技术的具体实现，给出了多点法的测量传感器个数和多步法测量传感器移步步数的统一确定方法．     

具有新概念的运动误差及形状误差的分离法--虚位数据法

提出了一种基于信号重建的虚位数据法，用此方法，可以按需要任意选择只分离形状误差或只分离运动误差，或者任意安排分离这两类误差的先后顺序，而不必变更传统的形状误差检测-分离系统，方式灵活，使用方便。     

圆柱度表面形貌重构基准的提纯

除零件截面的尺寸变化及截面的圆度形状误差外，截面间的相互位置内样是影响零件圈柱度形状误差大小的重要因素，因此可以把截面最小二乘圆心的位置作为圆柱度形状误差重构的基准点，由于随机误差的干扰以及截面最小二乘圆心的回转误差运动不具严格的周期性，导致了共面最小二乘圆心并不在某一确定位置上财期性复现。考虑到截面最小二乘圆心的误差运动仅和回转误差运动中的一阶谐波分量有关，提出了一种新的“二乘心提纯法”以获得重构基准，即利用回转误差运动中通常被忽略的一阶谐波分量进行零件圆柱度形状误差的重构。通过实测验证了该方法的有效性。     

基于二维Fourier变换的平面形状误差分离新方法

列出了四点法－三点法平面误差分离的测量方程，导出了这类方法所对应系统的传递函数Ｇ（ｋ，ｌ）的通式，指出Ｇ（０，０）＝０是平面形状误差赖以先行分离的先决条件．Ｇ（ｋ，ｌ）与多个位移传感器在空间的布点有关，而现有的直线三点法和矩形四点法都因布点不当而引起谐波损失．据此，提出了一种新的“不对称四点法”：被测工件安放在工作台上，四个位移传感器组合在一个测量架上以扫划工件表面和采集数据．只要这四个传感器布置在不对称四边形的各个端点上，且各点在ｘＯｙ平面上的坐标距离（以离散化了的采集点数表示）间各自互质，并分别与ｘ或ｙ轴上的总采样点数Ｎ或Ｍ互质，就可以确保Ｇ（ｋ，ｌ）中除了Ｇ（０，０）＝０外，任何阶谐波都不被抑制，实现平面度的不失真测量和分离．     

截面最小二乘圆心位置的余弦回归提取法

截面最小二乘圆心在绝对坐标系内的位置是影响圆柱度形状误差大小的重要因素。合理确定其位置,是圆柱度形状误差重构的基础。从分离出的回转误差运动中有效地提取截面最小二乘圆心的偏心误差运动,目前还没有合适的方法。基于纯回转误差运动中一阶谐波分量仅影响重构出的圆柱体在绝对坐标系内的位置,不影响圆柱度误差的大小。提出了一种提取截面二乘圆心运动(圆柱度重构基准)的方法———余弦回归提取法,即采用分离出的回转误差运动中的一阶谐波分量来代替偏心误差运动。结果表明:该方法提取的最小二乘圆心在绝对坐标系内具有良好的复现性,从而有效地解决了圆柱度测量中重构基准难以确定的问题。     

直线度误差评定的测量提取点数选择

在其他测量实验条件相同的情况下,采用不同的提取点数,用三坐标测量机对相同直线的部分测量点坐标进行等间距提取,并用最小二乘法评定相同直线不同提取点数下的直线度误差.分析提取点数与直线度误差的关系,提出最佳提取点数的概念,指出直线度误差检测相关标准中必须补充提取点数的要求.     

High Accuracy On-line Measurement Method of Motion Error on Machine Tools Straight-going Parts

Harmonic suppression, non-periodic and non-closingin straightness profile error that will bring aboutharmonic component distortion in measurement resultare analyzed. The contermeasure--a novelaccurate two-probe method in time domain is putforward to measure straight-going component motionerror in machine tools based on the frequency domain     

基于傅里叶变换移相测量的相位测量轮廓术

移相误差是移相法相位测量轮廓术的主要误差来源,提出一种对实际步进移相值进行测量,消除移相误差对相位测量影响的算法,该算法将傅里叶变换相位测量和移相法相位测量相结合,利用傅里叶变换相位原理测量每次移相的实际相移量,然后根据相移实测值计算相位分布,进而获得物体表面蝗三维数据。该算法能够准确测量每步移相的实际相移量,不要求移相的均匀性和重复性,只需３帧图像就可解调出相位分布,不受移相误差的影响。仿真结果证实了该算法的有效性,实际图像数据处理结果表明,该算法可以基本消除由移相引起的误差。     

基于机器视觉的炮管校直内孔直线度检测

炮管内孔直线度检测是炮管校直的关键技术。为了实现炮管的自动化校直,对炮管校直内孔直线度检测的原理进行了深入研究。提出了一种利用CCD相机的新型光轴式炮管校直内孔直线度检测的方法,解决了现有检测方法的自定心机构在移动过程中发生旋转而引入检测误差的问题。根据所提出的检测方法,设计了炮管校直内孔直线度检测装置;特别设计了一种新型自定心机构能够检测带有膛线炮管的直线度,其结构简单、装配误差小,可以减少由定心机构所引入的误差。通过计算分析,该检测装置可以达到0. 005 mm的检测分辨率。实验结果重复性精度较高,具有一定的工程应用价值。     

圆柱形工件素线在线测量新方法

本文对现行的双测头等截距测量直线度理论进行了深入的研究。在此基础上，提出了一种圆柱形工件素线直线度误差在线测量的新方法。该法不仅可分离机械加工系统的运动误差，而且能分离刀具作用力引起的工件弹性变形信号。因而大大提高了素线的在线测量精度。     

全相位算法在相控阵天线幅相校正测量中的应用

相控阵天线波束的精确指向对各阵元通道幅相一致性提出了很高的要求,在实际的相控阵天线系统中,各阵元通道幅度和相位不可能完全保持一致,需要对阵列通道幅相误差进行实时地监测和校正。阵列单元校正的本质是对通道幅相误差的精确测量或估计,在现有幅相测量方法的基础上,提出一种全相位时移相位差算法。该算法需对存在时移关系的两输入序列分别进行全相位FFT,直接取主谱线的相位值无需校正即可得到输入信号的中间点相位信息,利用两序列主谱线的相位差求解信号的幅度值。由于全相位FFT具有"相位不变性",此方法能够很好地抑制频谱泄漏。仿真结果表明,该方法可有效避免第一类相位差法在不同步采样时误差较大的情形,测量结果明显优于第一类相位差法。     

航道通航时空数据组织与可视化表达研究

为解决航道GIS数据资源之间的语义独立性和异构性,通过分析元数据的结构和管理机制,提出了一种基于XML的分布式空间数据组织存储方法。该方法根据航道实体要素地理位置分布的层次性与关联性,建立了统一空间参考的航道时空一体化数据存储模式,在此基础上,运用时空GIS多维建模、地形场景构建、离散观测数据插值等技术,实现空间和时间维度数据的可视化表达。以长江上游航段为例,基于该方法实现了多源异构数据的融合组织,采用三层技术架构开发了应用系统,成功应用于航道通航与辅助决策。应用结果表明,该研究可以有效地解决复杂航道环境下数据组织与可视化的难点,为船舶航行提供安全保障和支撑。     

基于MATLAB的导轨直线度数据处理以及界面设计

为了减少导轨直线度测量数据处理的繁琐性和提高数据处理的准确度和效率,本文利用了MATLAB数据处理和图形处理能力,将直线度测量数据按照两端点连线法、最小二乘法和最小包容区域法进行程序设计并数据处理,将结果用图像形式显示.通过比较,论证了直线度评定的最佳方法是-最小区域法.