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《中国人民解放军国防科学技术大学》 2002年
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精密柱径测量理论、方法与技术的研究

陈智锋  
【摘要】: 自古以来,轴的直径测量一直是制造业的经典课题,从人类制造第一根轴开始,如何测量其直径,并使测量精度不断提高便自始至终成为机械师、科学家们追求的目标。基于新时期国防军工、航空航天事业的发展需要,国家“九五”、国防计量“十五”都把超精密柱径测量纳入重点研究发展项目。本文的研究工作正是在这样一个背景下开展的。 本论文针对精密柱径测量,围绕着提高柱径测量精度的关键理论、方法与技术展开了深入的研究。论文的主要研究内容包括: 1、比较了现有的柱径测量设备和测量原理,基于几何光学法,首次建立了光学扫描测径通用的光学扫描测径数学模型,分析了检出灵敏度和光斑尺寸的关系,并将通用理论模型应用于峰(谷)值、过零和激光半焦斑等三种边缘检出方法,以进行检验。在CCD图像法测径中,基于图像边缘识别理论和方法,建立了柱径CCD光学边缘图像的识别和细分方法。 2、基于BP神经网络,首次在柱径边缘特征点定位路径优化中,建立了基于被测参数模型的神经网络位移预测器; 3、根据黄金分割最优化方法建立了小区域超精密定位最优路径策略。在超精密柱边峰值定位时,首次建立了BP神经网络路径位移预测器和黄金分割最优化路径策略的复合应用路径搜索策略,峰值检出测量效率提高数十倍。 4、基于机构运动学原理,根据测头和被测件的封闭链关系,应用齐次坐标变换法,建立了超精密测量机的运动定位误差综合数学模型,进一步完善了以往测量机的运动定位误差模型。 5、建立了接触测量测头结构参数、设计安装定位误差与测量精度之间的数学模型。首次全面的通过仿真计算比较了各种参数特性对测量结果的影响,给出了具体工程设计、装配的指导原则。 6、基于赫兹接触理论,由于测头接触力产生的弹性变形数学模型,并针对测头、工件不同的参数因子进行了数字仿真,实现了对测头接触弹性变形误差的补偿。 7、设计并研制了新型直线电机驱动进给系统(LDEMA),并对LDEMA的电磁场特点进行了有限元分析。此外,在动力学分析的基础上,建立了LDEMA的传递函数模型。并针对LDEMA在超精密接触测量中的应用,建立了自调整模糊PID控制策略(SAFPID)。 8、基于对精密直径测量中关键理论、方法和技术的研究,设计并研制了符合阿贝测长原则的COY-I超精密偶件柱径测量仪,测量精度达到国内领先水平。 9、对超精密测量的环境控制进行了研究,提出了相应的控制策略和方法,并最终应用于COY-I超精密偶件柱径测量的工程实践中。
【学位授予单位】:中国人民解放军国防科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TG81

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 李林;基于插件技术的细长小孔自动精密检测系统软件研究[D];西北工业大学;2007年
2 柴艳波;细长小孔孔径精密测量系统的设计及精度分析[D];西北工业大学;2007年
3 李文静;七轴测量机数据处理及专用软件设计研究[D];天津大学;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 贺克羽;新型控制棒水力驱动系统研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
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3 郑大腾;柔性坐标测量机空间误差模型及最佳测量区研究[D];合肥工业大学;2010年
4 梁轶瑞;铁磁类材料若干多场耦合行为的实验研究[D];兰州大学;2010年
5 杜娟;高精度电子组装设备中智能材料驱动器的建模与控制研究[D];华南理工大学;2010年
6 高贯斌;关节臂式坐标测量机自标定方法与误差补偿研究[D];浙江大学;2010年
7 聂勇;新型可编程电液比例控制器关键技术研究[D];浙江大学;2010年
8 刘贵;精毛纺织品虚拟加工中的预报与反演模型研究[D];东华大学;2010年
9 陈进杰;城市轨道交通项目广义全寿命周期成本理论与应用研究[D];北京交通大学;2011年
10 钟俊;宏观尺度的纳米级定位控制技术研究[D];中国科学技术大学;2011年
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1 宋抗;压缩机活塞圆度误差数字检测系统研究[D];河南理工大学;2010年
2 饶吉来;基于图像处理的型面联接件检测技术研究[D];河南理工大学;2010年
3 刘桂珍;颅骨三维重建与信息提取[D];山东科技大学;2010年
4 马莉;车牌识别系统中的车牌定位和分割算法研究和实现[D];山东科技大学;2010年
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9 李红涛;智能预测控制算法在倒立摆中的应用研究[D];长沙理工大学;2010年
10 钟颖;基于模型参考自适应控制的超磁致伸缩执行器控制策略与装置[D];河南理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈立杰;张镭;张玉;;同轴度误差的数模研究[J];东北大学学报(自然科学版);2007年04期
2 李琴;庞学慧;张治民;翟宁;;高温弹体形位误差自动测量原理[J];弹箭与制导学报;2007年04期
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 粟时平;多轴数控机床精度建模与误差补偿方法研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
2 李海涛;火箭发动机推力矢量测量理论、方法与自动测试技术研究[D];国防科学技术大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 徐春梅;提高CCD用于非接触式检测小尺寸精度的研究及其模拟实验[D];河北工业大学;2000年
2 何鲲;大口径长管内孔的直线度、圆度测量研究[D];合肥工业大学;2004年
3 袁慧珠;精密砂轮划片机的设计及精度分析[D];沈阳工业大学;2004年
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6 罗志超;弹体几何尺寸数字化测量系统的研究[D];国防科学技术大学;2005年
7 赵登;基于激光多普勒效应的回转体直径测量技术研究[D];西安理工大学;2008年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 王爽;冯进良;温冠宇;丁铂;;高深宽比小孔内径的检测装置研究[J];仪器仪表用户;2012年02期
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中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 崔晓杰;珩磨气动测量系统中曲面测量理论及测量参数优化研究[D];兰州理工大学;2011年
2 王英达;珩磨在线气动测量动态分析及工况参数对测量精度影响的研究[D];兰州理工大学;2011年
3 程保良;气动塞规法检测精密小孔孔径技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 林力;内径测量微型精密光学测头及其信号处理研究[D];天津大学;2010年
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6 隋鑫;深孔内径光电检测技术研究[D];长春理工大学;2009年
7 刘剑锋;基于插件的城市道路空气质量评价平台的研究[D];北京林业大学;2010年
8 王爽;小口径深孔内径检测技术研究[D];长春理工大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 谢克明,李国勇;广义预测控制技术的现状及展望[J];电力学报;1994年02期
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【相似文献】
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3 秦勇;傅雪海;吴财芳;傅国友;卜英英;;高煤级煤储层弹性自调节作用及其成藏效应[J];科学通报;2005年S1期
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7 吴伟;景山;王悦云;吴秋林;;折流板脉冲萃取柱的结构参数对孔收缩因子的影响[J];化学反应工程与工艺;2005年06期
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9 蔡心耜;轧辊的弹性变形对轧制压力的影响[J];北京科技大学学报;1957年00期
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10 王建梅;赵春江;姚建斌;马立峰;黄庆学;杨世春;;低速重载轧机轴承弹性变形的边界元求解[A];2006全国摩擦学学术会议论文集(一)[C];2006年
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1 ;《市场调查方法与技术》[N];中国信息报;2004年
2 ;《市场调查方法与技术》[N];中国信息报;2004年
3 记者 潘治;月亮有颗“温柔的心”[N];新华每日电讯;2002年
4 林其水;采用非复位性防盗包装可防“偷梁换柱”[N];中国包装报;2007年
5 全国炼钢-连铸知识竞赛组委会专家组;弹簧钢,工业领域的活跃“分子”[N];中国冶金报;2007年
6 本报记者 王一娟 ;科技为找油提供支撑[N];经济参考报;2005年
7 本版编辑 本报记者 徐淳 张哲;碰撞门 “天籁之音”的非正常“断裂”[N];政府采购信息报;2006年
8 林红 赵光成;论民用建筑混凝土裂缝原因、处理、防治[N];伊犁日报(汉);2008年
9 晓燕;迷失之后怎么办?[N];中国邮政报;2004年
10 记者 李卫中;省消协:一看 二嗅 三尝[N];山西经济日报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈智锋;精密柱径测量理论、方法与技术的研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
2 董惠敏;基于柔轮变形函数的谐波齿轮传动运动几何学及其啮合性能研究[D];大连理工大学;2008年
3 熊勇刚;基于热力耦合的铸轧辊弹性变形数值模拟[D];中南大学;2008年
4 李治隆;基于弹性变形的曲面重建和平滑[D];大连理工大学;2010年
5 李俊洪;板带轧机板形计算理论及其在宽带轧制中应用研究[D];燕山大学;2003年
6 常治国;索杆梁钢结构施工动力学的理论与仿真研究[D];同济大学;2006年
7 郭忠峰;热连轧带钢板形控制与辊型优化设计[D];东北大学;2008年
8 王广昌;软件产品线关键方法与技术研究[D];浙江大学;2001年
9 朱卫平;波纹管非轴对称问题研究[D];上海大学;2001年
10 王世军;混联机床中并联机构的动力学特性分析方法的研究[D];西安理工大学;2004年
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1 王宁;基于MATLAB的滑动轴承压力分布的数值计算[D];大连理工大学;2006年
2 刘金辉;考虑弹性变形的机翼气动[D];西北工业大学;2005年
3 张路;水轮机推力轴承润滑性能分析[D];天津大学;2008年
4 龚寄;基于系统辨识的板带热连轧板凸度建模与分析研究[D];中南大学;2007年
5 张跃军;考虑弹性变形的液压机控制精度研究[D];太原理工大学;2008年
6 任忠宝;颅颌面整形手术方案可视化技术研究[D];天津大学;2005年
7 唐前辉;轧机轧制过程轧制压力的确定及应力应变分析[D];重庆大学;2006年
8 袁琪;某环型零件加工精度及其关键技术的研究[D];沈阳航空工业学院;2007年
9 候会杰;平面张弦梁结构的施工过程控制研究[D];天津大学;2007年
10 赵富;基于CAD变量几何法的机构弹性变形分析与模拟[D];燕山大学;2009年
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