工业产品表面高精度三维测量方法的研究

针对基于条纹投影轮廓术的三维测量系统的非线性效应降低测量精度的问题,提出了一种双四步相移结合相位编码的三维测量方法。该方法可以削减数字光栅测量系统中非线性效应的影响,提高系统的测量精度。通过2次四步相移算法计算得到2幅包裹相位图,经过相位融合得到连续相位。由于使用相位确定码字,相位编码方法对环境光、相机噪声等因素具有较强的鲁棒性,在物体的三维形貌测量中被广泛应用。实验结果表明,该方法能够有效测量复杂物体的三维形貌,具有较好的测量精度。     

基于频率调制二元编码光栅相位测量剖面术

分析传统的频率调制正弦光栅用于3步相移相位测量剖面术时,系统非线性对测量精度的影响,提出采用二元频率调制光栅,提高3步相移相位测量剖面术计算绝对相位测量精度的方法.完成了分别采用传统正弦频率调制光栅投影和基于Floyd-Steinberg二元编码频率调制光栅投影的相移剖面术的绝对相位计算结果对比.结果表明,采用正弦频率调制光栅模板的3步相移算法对系统的非线性敏感,而二元编码频率调制光栅模板既保持了利用单组条纹投影就可计算条纹绝对相位的优点,又不受系统非线性的影响,大大提高了基于频率调制光栅的相移剖面术的测量精度.计算机模拟和实验验证了所提方法的有效性.     

用特征多项式法设计PMP的误差补偿算法

提出了相位测量轮廓术（PMP）中相移算法的一种设计方法：特征多项式法。运用特征多项式法设计出了两种能同时抑制相移误差和谐波影响的误差补偿新算法。数值模拟验证了新算法对误差的抑制效果。该设计方法同样适用于相移干涉计量术。     

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。     

用变频条纹图扫描技术测量陡峭物体的三维轮廓

针对传统条纹投影方法不能测量陡峭物体三维轮廓的问题，提出了一种基于相移的变频条纹图扫描测量技术．采用投影装置投射一系列频率随时间变化的正弦条纹图到被测物体上，且在每个频率下完成相移条纹扫描．用电荷耦合器件(CCD)和图像采集卡记录这些变形的条纹图，对这些条纹图沿时间轴提取相位并进行处理，可以得到图像上每个像素点的相位和沿时间轴的相位变化率，由此得到的每个像素点的相位值在像面内都是相互独立的，而相位变化率包含物体的高度信息，因此可以得到物体的三维轮廓．实验证明，该技术能够成功地测量陡峭物体的轮廓．     

相位测量轮廓术中计量信息的最佳采样方式

通过将计量场强度分布表达为傅立叶形式，导出了简明的相位测量轮廓术（ＰＭＰ）相位求解式，并根据最小二乘原理论证了步进式相移实现ＰＭＰ的最佳采样方式．实验结果表明，最佳采样方式为等间距满周期采样．     

基于相移误差的五步相移算法

利用相移技术进行相位测量时,相移误差是相移算法的主要误差来源.本文提出一种五步相移算法,可以减少相移误差.先由傅立叶变换求出相移误差,然后用相移误差计算相位分布.由傅立叶变换测量相移误差,测量速度快,简单易行.对系统存在相移误差和探测器非线性误差时进行了仿真,结果表明:该文提出的五步相移算法较该算法的三步、四步相移算法,误差最小,测量精度最高.     

提高光栅投影测量精度的相移精确测量法

在光栅投影测量的相位计算中，采用Gray编码和相移相结合的方法，并针对当前光栅投影测量中相位计算精度不高的问题，提出一种新的相移方法．与传统相移方法相比，该方法采用新的投影光栅光强函数．考虑到光栅投影测量中可能出现的标定误差、投影光非正弦模式以及其他干扰因素，在该函数中加入对这些干扰的纠正值，从而减少由这些干扰产生的不利影响，进一步提高投影光栅和对象测量的精度．通过对邻近点插值获得的投影光栅，条纹精度可以达到亚像素级．对实际测量获得的投影光栅图像的处理实验，证明了该方法的可行性和先进性．     

对移相误差不敏感的四帧相位算法

应用相移干涉术测量物体表面微观形貌时,相移器的移相误差直接影响测量精度。在四帧干涉图情形下,推导出了对移相误差不敏感的相位解算方法。算法将相移误差因子作为中间可代换变量,它的大小随机变化不影响相位计算结果,即相位计算式与相移误差因子无关。对标准正弦样板进行的实验验证表明,该算法有效地抑制了移相误差对形貌测量的影响,进一步提高了表面微观形貌的测量精度和测量可靠性、提高了测量系统的整体性能指标。     

机械微动相移三维形貌测量系统

相移轮廓术是一种常用的测量物体三维形貌的方法,其中获得精确相移是至关重要的.根据相移轮廓术的基本原理.设计了机械微动相移控制系统.计算机编程产生脉冲输出给IPC5373工控板控制步进电机运转,再通过机械装置实现投影光栅的微操动,从而现实三维形貌测量的相移.实验结果表明,该系统简单且操作方便,提高了测量系统的精度和自动化程度,有一定的实用价值.     

频域时间反转多用户系统的信干噪比和误比特率分析

为了更有效地将时间反转技术应用到正交频分复用系统中,推导了多天线频域时间反转预编码多用户系统的平均信干噪比和误比特率的表达式。通过推导信号功率均值的表达式和用户间干扰信号功率均值的近似表达式,得到用户的平均接收信干噪比的近似表达式,进而得到二进制相移键控调制下的平均误比特率的一个下界和近似表达式。仿真结果表明,推导的平均信干噪比的近似值与仿真结果很接近,近似BER值与仿真得到的平均BER值较为接近;通过增大速率回退因子和天线数,可明显提高平均信干噪比,降低误比特率。     

利用快速傅立叶变换分析PMP相移机构的相移误差

对PMP系统中标准N步相移误差进行研究,通过利用快速傅立叶变换的全场快速分析的特点,在频域范围内进行滤波和傅立叶逆变换后,迅速找到每步相移的误差值曲面,然后经过曲面拟合找出每次相移与标准相移之间的较为准确的误差值均值,为后续的PMP相位展开提供了一个用以补偿相移误差的修正值,从而提高PMP测量的准确度。     

应用于电流型数模转换器的积分非线性误差优化方法

提出一种新型积分非线性优化方法,即在电流源上分别并联两组控制信号与原电流源的控制信号相反的辅助伪差分共源共栅MOS管,其电流源产生一个与原共源共栅电流源相反的积分非线性偏差,极大减小数模转换器的积分非线性和开关毛刺现象.仿真结果表明,优化后的积分非线性减少96%,数模转化器的有效转换位数增加了2.1bit,无杂散动态谐波范围增加了15dB;未优化前的积分非线性设计与Monte Carlo仿真结果有500%的偏差,而优化后的偏差仅为60%.     

A—bucket算法应用于表面形状检测的计算机仿真

介绍了一种能直接从干涉图上鉴别出移相的实际大小,而不需先进行校准的新的相位测量方法,并对该算法进行了计算机仿真试验。     

宽带90°相移网络的设计与实现

本文依据椭园函数理论，采用切比雪夫逼近法，让相移网络的输出相位差在规定的频率范围内满足切比雪夫条件，以迟近９０°的相位差，设计出一种精确的宽带９０°相移网络。根据设计的数据制作出来的相移网络，测试结果表明相移误差小，性能良好，满足中波单边带立体声广播系统的要求。     

基于推广Kalman滤波的机载无源定位改进算法

研究空中运动观测平台对地面辐射源目标的纯方位信息定位算法,提出改进的二阶EKF定位算法以提高定位估计精度.用推广Kalman滤波算法代替传统的最小二乘定位算法.充分利用观测平台的运动信息建立了可观测的观测方程,并采用二阶EKF算法解决了在观测误差较大的情况下导致的非线性误差较大的问题.采用Monte Carlo仿真比较LS,EKF和二阶EKF 3种方法的性能.证明用这种方法可以达到更好的估计精度,能够将目标位置定位在更小的概率椭圆内.概率误差椭圆缩小了30%.     

压电换能器的声非线性

通过对输入回路中的电流进行谐波分析,得到了在不同输入信号电压下的非线性信号强度,并以此来表征压电换能器本身振动非线性的大小。     

NMR experimental realization of seven-qubit D-J algorithm and controlled phase-shift gates with improved precision

In this study, we report the experimental reali-zation of seven-qubit Deutsch-Jozsa (D-J) algorithm and controlled phase-shift gates with improved precision using liquid state nuclear magnetic resonance (NMR). Theexperimental results have shown that transformations Uf in the seven-qubit D-J algorithm have been implemented with different pulse sequences, and whether f is constant orbalanced is determined by using only a single function call(Uf). Furthermore, we propose an experimental method tomeasure and correct the error in the controlled phase-shift gate that is simple and feasible in experiments, and can have precise phase shifts. These may offer the possibility ofsurmounting the difficulties of low signal-to-noise ratio(SNR) in multi-qubit NMR quantum computers, morecomplicated experimental techniques, and the increase ofgate errors due to using a large number of imperfect selec-tive pulses. These are also applied to more complicated quantum algorithms with more qubits, such as quantumFourier transformation and Shor抯 algorithm.     

用圆判据方法设计非线性观测器

研究一类非线性系统的观测器设计方法，其中观测器误差系统中非线性部分满足一般扇区条件．该系统的观测器误差系统可表示为线性部分与时变非线性部分反馈连接的形式．利用满足一般扇区条件非线性系统稳定性的圆判据设计方法，得到观测器误差系统渐近稳定的严格正实条件，实现非线性巨观测器的设计．     

基于神经网络和模糊控制的电解加工间隙控制

利用阴极面上承受的来自电解液的压力来反映电解加工间隙的大小．用BP神经网络实现间隙向力信号的非线性映射，把间隙的误差转化为力的误差及误差的变化信号，以此作为模糊控制器的输入；以加工电压的增量作为模糊控制器的输出，实现对间隙的控制．根据间隙控制的理论公式，建立了仿真模型，在Matlab的Simulink模块中通过对神经网络、模糊控制器和电解加工系统联合组成的智能控制系统的仿真试验来整定模糊控制器的3个增益参数．结果表明，所提出的控制方法对间隙的控制具有很好的效果，无稳态误差，且速度快、鲁棒性好．