空间直线度包容评定的线性逼近算法

建立了空间直线度最小包容评定的数学规划模型，提出了空间直线度评定的线性逼近算法．算法以近似的线性规划模型的迭代运算，结合空间坐标变换去逼近精确的非线性规划模型的最优解．构造了适用于计算机判别的最优条件判别数．大量的计算实验证明该算法具有高精度的特点     

空间直线度误差评定的逼近最小包容圆柱法

针对目前空间直线度误差评定中结果误差过大或者因采用进化算法耗时太长的问题,提出一种定向旋转包容圆柱轴线的方法.通过将测量点投影至最小二乘中线的中垂面,在中垂面内求出满足国标要求的2种情况的最小包容圆.针对2点在包容圆上的情况,做2次坐标变换,然后确定搜索方向,定向旋转圆柱体轴线,找到更加接近最小包容圆柱体的轴线,从而得到更小的空间直线度误差评定值.本方法主要计算过程中的搜索方向明确,无反复迭代,鲁棒性好.数据实验表明：本方法得到的误差评定结果比其他几种方法的都小,结果更接近真实值,适合于直线度误差评定精度要求高的场合.     

一孔截面测算多圆心法检测深孔轴线直线度

针对深孔轴线直线度难以精确测量的情况,提出了一孔截面测算多圆心法检测深孔直线度;该方法综合考虑深孔零件内外表面质量,利用超声波测厚仪和计算机测算出深孔零件每一截面上多个圆心,拟合一条能包含所有圆心且直径最小的圆柱。该圆柱的直径即为深孔轴线的直线度。每一深孔截面上测算了多个圆心,比只测一个圆心的方法更为严格;从外壁测量不受内径大小的限制,测量时容易观察和控制测量的姿态从而保证检测结果的正确性。     

用网络分离法优化评定空间任意方向直线度误差的数学模型

应用“最小二乘法”的理论,以网络分离法优化按最小条件评定空间任意方向直线度误差的数学模型,为确定作为评定基准的理想轴线的位置提供了一种优化的依据,其实用性很强。     

圆度误差的二分法逼近搜索评定

结合圆度误差的定义及其几何特征,提出了一种新的圆度误差评定算法———圆度误差的二分法逼近搜索评定。首先,将被测圆轮廓上测量点的直角坐标数据转化为极坐标数据,分别以极角和极径为横、纵坐标轴建立新的坐标系,实现被测点的线性化处理,将圆度误差的求解问题转化为直线度误差的求解问题。然后,用二分法逼近搜索的方法,对转化后的直线度误差进行最小区域评定,从而实现了圆度误差的最小区域评定。阐述了圆度误差线性化处理的方法和二分法逼近搜索的原理及实现过程。实例验证结果表明:该算法可以有效、正确地评定圆度误差。     

基于长短期记忆神经网络补全测井曲线和混合优化XGBoost的岩性识别

为克服已有岩性识别方法中存在的不足,提出一种粒子群优化算法和网格搜索法对XGBoost算法混合寻优的岩性识别方法。由于某些测井曲线中存在缺失值,首先通过长短期记忆(LSTM)神经网络建立时间序列预测模型重新生成缺失的测井曲线值,为后续的岩性识别奠定基础;其次引入XGBoost算法构建岩性识别模型,利用粒子群优化算法确定XGBoost算法中浮点型超参数的最优值和整型超参数的寻优范围,在此基础上通过网格搜索法确定整型超参数的最优值,获得岩性识别模型;最后利用测试数据集对该岩性识别模型进行测试。结果表明：与随机森林、未经优化的XGBoost算法、决策树、支持向量机和朴素贝叶斯相比,在不同岩性识别中粒子群优化算法和网格搜索法对XGBoost算法混合寻优的岩性识别方法的表现最为优异;粒子群优化算法和网格搜索法混合寻优的XGBoost算法应用到油田不同岩性识别中可在一定程度上克服已有岩性识别方法的不足,提高岩性识别的效率与准确率。     

基于数字图像的直线度误差评定系统可视化研究

为了实现小尺寸精密零件直线度误差的快速准确评定,设计了一套基于数字图像的直线度误差评定系统。分析比较直线度误差的评定方法,提出一种满足最小包容区域法的直线度误差评定的方法——区域-距离改进算法。介绍了该算法的原理,以采集的数字图像为例,设计了直线度误差评定系统,实例计算结果表明,该方法评定精度高,易于实现,并可以实现测量结果的可视化。     

基于遗传算法的空间直线度误差的求解

提出了一种计算满足最小区域法的空间直线度误差的新方法——遗传算法,并采用实数值编码,其计算精确度非常高,理论上可以无限逼近真实值．仿真结果表明,该算法可有效地实现全局寻优,且算法简单,收敛速度快,在计算机上容易实现,可用于三坐标测量机等测量系统的空间直线度误差测量的数据处理．     

滚动直线导轨副运动精度分析的遗传算法研究

为了使滚动直线导轨辐运动精度的动态检测结果精度提高，分析了直线度误差评定基准直线的求解过程，从而采用遗传算法对其进行寻优，详细讨论了采用遗传算法求解直线度误差的处理过程，对不同工况时的运动精度分别用首尾连线法，最小二乘法及遗优算法进行了实例计算分析比较，遗传算法评定直线度误差精度高且具有良好的稳定性。     

利用直线度数据进行表面三维建模

利用测量简类零件直线度得到数据构造被测表面的三维模型。用ＥＳＴ（Ｅｒｒｏｒ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）测量多条母线的直线度,利用测量起止端面上的数据点求出最小二乘轴线和为工件的实际轴线。通过坐标轴旋转,将各条母线的直线度测量数据转化到以实际轴线为ｚ轴的空间坐标系下,进而构造出被测表面的三维模型。计算机仿真证明通过械横坐轴旋转可有效地消除直接构造带来的表面变形。     

三维坐标点集的空间直线度高精度快速评定

针对3维坐标点集合空间直线度误差评定时出现的精度不高、评价效率低的问题,提出一种具有较高精度和较好鲁棒性的3点高精度快速算法(3PHFA).该算法依据国家标准规定的空间直线度有效判别形式,通过3维最小二乘法(3DLSA)拟合、空间坐标转换、坐标投影和确定最小包容圆(MCC),并最终确定最小包容圆柱面(MCS).通过在3DLSA基础上增加高效搜索算法,空间直线度评定精度提高约20%,耗时1s以内.对比不同评定算法表明:3PHFA具有效率高、精度高、鲁棒性好的优点,其误差评定精度全面优于3DLSA,适用于三坐标测量机(CMM)这类实时处理系统,具有良好的实用价值.     

轴线直线度误差虚拟测量仪的研制

利用美国NI公司的LabWindows/CVI为软件开发平台,结合实验室现有的测量条件和基于PC的数据采集卡,开发研制了轴线直线度误差虚拟测量仪.该仪器将形位误差测量技术与虚拟仪器技术相结合,用轴线直线度误差的最小二乘评定法、最小区域评定法,解决了轴线直线度误差的测量问题.并且将误差图形在屏幕上形象、直观地显示出来,有利于分析误差产生的原因,以便控制制造误差.该仪器测量精度高,工作稳定,制造成本低,并具有良好的功能扩展能力,既可用于实验教学,又可用于生产实际.     

按最小圆柱包络法评定空间直线度误差

建立了按最小圆柱包络法评定空间直线度误差的非线性数学模型，通过误差分析，证明了该数学模型不宜进行线性化处理．提出了空间直线度误差的最小条件判别准则及用计算机评定空间直线度的方法；给出评定空间直线度误差的实例     

轴线直线度误差的理论研究

根据轴线直线度误差的定义,建立了在直角坐标采样时该项误差的最小二乘评定法数学模型,该模型的采样数据不需要等角度间隔采样;并用计算机进行仿真分析·结果表明,所建立的数学模型编程简单,计算出的轴线直线度误差值与真实情况的误差小于10-6μm·因此由本模型引入的误差可忽略不计·所建立的数学模型为研制形位误差虚拟测量系统提供了理论基础·     

给定平面内直线度误差评定及其可视化研究

为实现给定平面内直线度误差评定的可视化,运用最优化理论和几何学原理,对其最小区域算法进行了改进;基于可视化技术,对其两端点连线算法、最小二乘算法和改进的最小区域算法进行了可视化设计;并采用UG/GRIP语言对这3种算法进行了编程;最后,用可视化数字实验验证了改进算法的正确性,实现了计算机辅助平面直线度误差评定的可视化．     

轴线直线度和同轴度误差的理论研究

建立了符合定义的轴线直线度和同轴度误差的最小二乘和最小条件评定法数学模型并简要地介绍了获得采样数据的方法，从而为救是准确的轴线直线度和同轴度误差值提供了理论依据。按照中文建立的数学模型所开发的数据处理软件已成功地应用在ＸＷＹ－１型形位误差测量仪上。     

基于近似凸壳的直线度误差评定方法

针对需要快速求解直线度误差的场合,提出了利用二维空间中测量点集近似凸壳评定直线度误差的近似算法,在此基础上构造真实凸壳求解直线度误差最小域值的精确算法.针对近似算法的原理误差进行误差分析,得到了近似算法的最大误差值.精确算法首先得到点集的近似凸壳,再插入近似凸壳外的点得到真实凸壳,然后查找该凸壳的对极元以求解直线度误差.通过仿真示例对提出的方法进行验证,结果显示算法是有效的,并且具有较强的鲁棒性和稳定性.     

轴线直线度误差数学模型的仿真分析

在介绍符合定义的求解轴线直线度误差数学模型的基础上，着重对此方法进行了仿真分析，研究了安装误差，测量系统中测头的直行运动误差及其对仪器回转轴线的平行度误差等对轴线直线度误差测量结果的影响。文中建立的数学模模型和仿真研究得出的结论为研制轴线直线度误差测量仪和在线测量系统打下理论基础。