基于Adams与Amesim的二维精密高速转台机电联合仿真分析

为解决高精度转台的位置控制精度问题,以二维精密高速转台为研究对象,使用Adams软件建立转台动力学模型进行仿真分析,以固定角度驻留效果来评价模型精度,实现了动力学仿真与分析.为进一步提高模型驻留精度,采用Amesim软件和Adams软件开展了联合仿真,由Adams软件负责传动计算求解,Amesim软件进行位置控制.相较于仅使用动力学模型进行仿真,联合模型的仿真结果相对误差在60°和120°的驻留分别减小到0.13%和0.09%,从模型精度上保证了联合模型在二维精密高速转台设计或改造上的准确性.最后对传动座样机进行测试,记录样机真实驻留角度,验证了联合模型的准确性和精度.     

大重型数控转台静压主轴承载及蜗轮蜗杆啮合侧隙优化

大重型数控转台采用静压轴承径向定位,双导程蜗轮蜗杆精密分度。蜗轮蜗杆啮合侧隙与静压主轴轴承的刚性耦合,影响转台分度精度、重复定位精度和动态性能。基于齿轮分配器的工作原理,建立了大重型数控转台静压主轴轴承的数学模型,分析了各个油腔的压强对应关系,阐明了转台径向承载能力、承载刚性与偏心率的关系。借助激光干涉仪测量转台分度曲线,针对蜗轮蜗杆啮合侧隙的不均匀的现状,推导了啮合侧隙的最大值,提高了转台的重复定位精度及精度保持性。     

实现二维精密调整的双偏心机构理论及试验

给出一种用于特殊结构要求下进行精密的二维调整的双偏心机构的结构和工作原理,建立了精确的数学模型,并用仿真模型对理论模型进行了仿真和相关分析,同时对实际机构进行了相关的试验.分析研究表明,该双偏心二维精密调整机构的工作原理及数学模型是正确的,在一定加工精度和控制精度的条件下,其调整误差能满足使用的要求;实验数据初步分析表明圆度误差、偏心量误差是调整误差的主要来源.     

转台分度误差的检定及补偿模型的建立

用误差补偿的方法提高转台分度精度是一种经济、有效的技术措施,用比较法对转台的分度误差进行了检定,并分析了其测量不确定度;从转台分度误差的来源出发,根据转台分度误差的周期性等特点和谐波分析的结果,并结合最小二乘法、三次样条插值、傅里叶级数拟合3种模型的特点,通过分析,选择傅里叶级数作为转台分度误差的补偿模型,并对3种模型的拟合效果进行了比较.应用傅里叶级数模型对精度为17.82″的转台进行补偿,补偿后转台的分度误差最大值为2.36″,从而验证了分度误差模型的正确性和可行性.     

基于激光追踪仪的精密转台角度标定方法

针对一类大直径精密转台不易采用传统方法实现高精度角度测量的问题,提出了一种基于激光追踪仪空间位置坐标测量的单自由度转台旋转角度的测量和补偿方法.首先依据"不共线的三点确定一个圆"的几何原理,建立了被测点空间位置坐标信息与转台角度之间的映射关系,并分析激光追踪仪的位置测量精度对转台角度测量精度的影响,据此提出了被测点半径长度和测量角度间隔的选取原则,以期充分利用激光追踪仪的位置测量精度实现转角误差的高精度测量;然后利用多项式插值方法获得转台转角误差随转角位形的变化规律,并将误差拟合为补偿函数嵌入控制器中,采用修正光栅输出示数的方式来实现转角误差的实时补偿.将文中方法实施于1台安装有圆光栅的精密转台的标定实验中,结果表明,文中方法可有效校正由圆光栅装配误差导致的角度定位误差,使其由标定前的40″降低至5″.     

二维数控转台红外遥控装置的设计

将红外遥控技术应用于数控转台的驱动控制具有方便转台调试、减小恶劣工作环境对操作者的影响等优点.设计了一种实现步进电机驱动的二维数控转台的旋转方向和角度控制的红外遥控装置,编制了相关的软件程序.所设计的红外遥控装置由手持遥控器和遥控接收模块组成,运用HT6221芯片和STC12C2052单片机实现红外遥控的编码和解码.实验结果表明,运用文中设计的红外遥控装置方便、可靠地实现了数控转台的旋转方向和角度控制.     

基于Wiener过程的数控转台寿命及可靠度评估

为了对数控转台回转定位精度误差的非单调递增特征进行描述,采用Wiener过程对数控转台退化数据进行建模.由于不同转台角度下的退化轨迹不同,假设退化模型中退化量初值和漂移系数服从正态分布,基于贝叶斯全概率公式推导了失效寿命的全概率密度函数和可靠度函数的解析形式.采用两步法和极大似然函数估计法对模型中的未知参数进行估计.基于提出的模型对某数控转台的失效寿命进行预测,得到了数控转台的可靠度函数,并将本文的模型与只考虑退化量初值随机性的退化模型进行对比,结果表明,本文提出的模型更符合数控转台的退化规律.     

基于性能退化数据的数控转台单子样可靠性分析

针对数控转台可靠性高、寿命长、失效样本数据少的情况,采用基于性能退化数据的可靠性评估方法进行研究。在试验过程中通过测量转台不同角度回转精度的性能退化量扩充试验数据,根据试验数据计算得出数控转台的伪失效寿命值。为了提高转台可靠性评估结果的准确率,采用虚拟增广原理扩展试验数据,再对扩展试验数据采用数学方法进行分析。结果表明:该方法可对数控转台的可靠性进行评估,得到数控转台的可靠度、失效分布密度函数和预期平均寿命等可靠性指标。该方法节省了试验成本与时间。     

数控机床几何精度的位姿测量原理

为了获得数控机床全部的几何误差信息,根据激光跟踪仪的三维空间测量特性,提出一种数控机床几何精度位姿测量原理和几何误差分离原理。借助于一台固定安装于机床上的数控精密转台和一台激光跟踪仪获得机床运动轴的位姿信息,然后辨识出机床各项几何误差。首先,详细描述了位姿测量方法的基本原理,给出了平动轴误差测量数学模型,包括测量点、基点空间坐标的标定原理以及姿态偏差的获取步骤;然后,根据解析几何知识先后分离出3项转角几何误差和3项位置几何误差,并综合得出单个运动轴6项几何误差分离模型;最后通过数值模拟、测量实验以及对比实验验证了该原理的可行性和准确性。实验表明,采用位姿测量原理可以在2h内实现一台3轴高速数控铣床的精度检测,并准确分离出各项误差。位姿测量原理具有很高的测量精度与效率,解决了基点标定难题,且标定精度更容易提高。该原理为数控机床精度检测提供了一种新的思路,应用前景广阔。     

星载ATP二维转台抗力学环境设计

为了使某星载二维光电转台满足飞行平台对载荷动力学性能的要求,首先,对二维转台及其光学负载试验件进行力学摸底试验,找到初期结构抗力学环境性能的缺陷和不足。其次,通过对振动控制理论和轴系支撑刚度理论的分析、总结,指出了二维转台抗力学设计的关键,并为优化设计指明了方法和途径。最后,对二维转台支撑轴系和负载特性进行了详细地优化设计,并对改进后的新结构再次进行全面的力学环境试验。试验结果表明:二维转台的一阶固有频率得到大幅度提高,由之前的60 Hz提高到了90 Hz;沿平台发射方向的共振频率也由70 Hz提高到110 Hz,完全使载荷与平台的振动解耦;并且系统振动响应的非线性也得到了有效的改善。所以,优化设计后二维转台系统的动力学特性从根本上得到了改善,并能够通过航天鉴定级力学环境试验的考核。     

二维跟踪指向镜结构设计与分析

根据二维跟踪指向镜的系统组成,从摆镜设计、U形架设计和轴系设计三个方面阐述了空间激光通信光学系统前端的二维指向镜的机械结构设计。通过对转矩及轴系精度的分析,验证了设计的合理性,作为二维跟踪指向镜的模样设计,达到了预期的设计目标。     

基于机器视觉的数控精密磨削加工在线检测系统

针对目前数控精密磨削检测效率低的问题,构建了基于机器视觉的数控精密磨削加工在线检测系统.通过工业CCD相机在线采集被加工工件图像,经去噪、复原等预处理后,提取工件图像的轮廓曲线数据,并实时与设计轮廓曲线进行比较,得到加工轮廓误差,在此基础上,引导工作台进行自动在线补偿,实现工件轮廓精密磨削.实验结果表明,采用该系统能够有效地提高精密磨削加工检测的精度和自动化程度.     

多孔质气体静压轴承在三轴转台设计中的应用

气体静压轴承广泛应用于航空、航天、精密电子工业中。三轴转台是高精度的测试设备，用来对惯性系统和惯性元件进行检定、标定以及建立相应的误差模型，它的测试精度直接影响航空、航天等飞行器的控制和导航。转台的检测精度与回转轴的回转精度有密切关系。多孔质气体静压轴承同其他节流形式的轴承相比具有很高的承载能力、静态刚度以及很好的阻尼效应。文章对多孔质气体静压轴承进行了理论分析，并同气体静压小孔节流轴承的静态性能进行了比较，结果表明，此类轴承的承载能力明显优于小孔节流轴承。     

仿真转台电液位置伺服系统精度影响因素分析

针对具体的仿真转台电液位置伺服系统,着重分析了液压马达摩擦非线性、框架间动力学耦合、反馈测量元件的分辨率误差和安装误差对转台电液位置伺服系统精度的影响。通过实验和仿真可以看出,摩擦阻碍了转台电液位置伺服系统高精度控制的实现,任何一个框架的运动都会对其余框架的伺服驱动系统产生干扰力矩并引起伺服系统误差,反馈测量元件的分辨率误差和安装误差直接反映在伺服系统输出上,对伺服系统的精度有直接影响。     

高精密伺服转台控制系统的设计

该文设计并研制了高精密伺服转台的控制系统。该控制系统采用圆光栅作为转台位移检测工具,采用了数字位置环和模拟电流环共同组成双闭环随动系统,其中位置控制器是带有速度前馈和加速度前馈的数字PID伺服滤波器。实验结果表明,该转台运行1.148h过程中位置伺服精度在±1″范围内,控制系统速度阶跃响应时间小于50ms;运动稳定,速度变化范围小于±10%,满足高精密伺服转台位置伺服的精度要求。     

南京大学65 cm天文望远镜指向精度的修正研究

天望远镜的准确指向是正常观测的重要保障，也是望远镜系统本身的一项重要测试指标，南京大学天系65cm望远镜的成像OCD的视场较小，实际观测时，指向精度不高，待测天体的像往往不在视场内，为了修正南京大学天系65cm望远镜的指向精度，2004年7月-8月，对该望远镜的指向精度进行了测量并通过指向误差函数进行了指向精度的修正，首先建立指向误差修正模型，通过对不同天区恒星的观测可得到该望远镜在相应方位的观测指向误差值，将观测值和理论模型拟合，从而得到指向误差修正函数．建立南京大学65cm望远镜的指向误差修正模型，然后对其观测的指向误差值进行拟合，最后用拟合函数对观测进行指向修正，结果表明，通过指向误差函数对指向误差进行修正，提高了该望远镜系统的指向精度，目前，不仅可以使观测的星象能在CCD视场内，而且改正后的指向精度略优于1′，在修正前望远镜系统的指向精度RMS(均方差值)是117″，修正后望远镜系统的指向精度RMS(均方差值)提高到38″。     

基于多软件平台的二维重载精密转台的控制特性仿真分析及优化

为提高二维重载精密转台动态特性，基于AMEsim、ADAMS以及Simulink多软件机电一体化联合仿真对系统控制特性进行仿真分析.本文使用AMESim建立电机模型，Adams建立二维重载系统的动力学模型，使用Simulink工具箱建立PID控制模型，最终建立三软件联合仿真模型对系统阶跃响应进行仿真分析；针对系统存在时变性、非线性和负载干扰等因素的问题，采用自适应模糊PID控制算法对系统进行控制优化.仿真结果表明，模糊PID控制算法有着响应快、无超调，稳定误差较普通PID控制减小37%左右等优点.     

数控切割高度凸轮的数学模型、计算机算法及数值软件

本文建立了利用数控切割技术加工精密高度凸轮的数学模型和计算机算法,并编制了数值软件。根据本文所介绍的算法,可精确的计算出数控切割机床钼丝的运动轨迹,消除了原理误差,提高了加工精度和生产效率。现已在生产中应用。     

多步法误差分离技术在圆度测量中的应用

由 Ｔａｌｙｒｏｎｄ ３型圆度仪、精密分度转台和 ＩＢＭ－ＰＣ微机组成计算机辅助纳米圆度测量系统．采用多步法误差分离技术，将圆度仪的测量精度由原来的 ２５ ｎｍ提高到 ２ｎｍ。文中详细讨论多步法的方法误差、系统误差及其测试结果。该项技术的推广应用对我国现有圆度仪的技术改造具有重要意义。     

自由曲面数控加工中非线性误差分析与走刀步长的确定

走刀步长的合理确定是影响曲面加工精度与效率的重要问题。该文对三坐标数控加工中因离散直线逼近所导致的刀具运动非线性误差进行了较严格的理论分析 ,其误差按照轮廓法向定义 ,将目前的二维弧弦近似处理提高到三维意义下基于刀具包络运动的较精确的估计 ,所提出的分析方法适用于多种类型刀具 ,并得出了归一化的计算表达 ,在此基础上满足给定精度要求的走刀步长估计及其简化算法