基于軌跡球測(cè)量技術(shù)的研磨球體運(yùn)動(dòng)分析.pdf

1、在研磨球體實(shí)際加工過(guò)程中，球體由于加工條件以及球體尺寸的限制，會(huì)出現(xiàn)打滑等現(xiàn)象，使得球體不能夠按照理想狀態(tài)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，從而影響研磨球體的加工精度。而通過(guò)對(duì)于球體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和軌跡的檢測(cè)可以幫助加工者分析球體加工特性，為進(jìn)一步優(yōu)化球體研磨加工參數(shù)提供理論依據(jù)。
　　 本研究從研磨球體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的檢測(cè)出發(fā)，設(shè)計(jì)開發(fā)基于MEMS陀螺儀和數(shù)字加速度計(jì)為核心的軌跡球測(cè)量系統(tǒng)。系統(tǒng)通過(guò)四元算法融合角速度信息和加速度信息來(lái)獲取軌跡球姿態(tài)角和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，

2、實(shí)現(xiàn)了研磨球體的在線檢測(cè)。本文主要工作和成果如下：
　　 (1)根據(jù)陀螺儀、加速度計(jì)特性要求，設(shè)計(jì)軌跡球測(cè)量系統(tǒng)硬件電路。包括信號(hào)采集、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存等模塊設(shè)計(jì)。
　　 (2)設(shè)計(jì)軌跡球測(cè)量系統(tǒng)姿態(tài)解算方案及技術(shù)實(shí)現(xiàn)路線。通過(guò)比較歐拉算法、方向余弦算法、四元融合算法，最終選擇四元融合算法作為本系統(tǒng)的姿態(tài)融合算法，其特點(diǎn)是無(wú)運(yùn)算奇點(diǎn)、計(jì)算量小。
　　 (3)對(duì)MEMS陀螺儀和數(shù)字加速度計(jì)測(cè)量誤差進(jìn)行補(bǔ)償。通過(guò)建立MEMS

3、陀螺儀誤差模型，并利用卡爾曼濾波算法對(duì)MEMS陀螺儀漂移進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償之后陀螺儀的Allan方差值較補(bǔ)償前有明顯減小；利用最小二乘法擬合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法補(bǔ)償數(shù)字加速度計(jì)的溫度漂移，經(jīng)測(cè)試，溫度漂移補(bǔ)償之后加速度計(jì)的零點(diǎn)偏移在[-4.5mg，4mg]之間。
　　 (4)設(shè)計(jì)軌跡球測(cè)量系統(tǒng)軟件。軌跡球測(cè)量系統(tǒng)軟件分為上位機(jī)與下位機(jī)部分，其中上位機(jī)軟件基于Labview平臺(tái)開發(fā)設(shè)計(jì)而成。
　　 完成軌跡球測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)之后，利用軌