基于新一代GPS的定向誤差評(píng)定方法的研究.pdf

1、定向誤差是衡量零部件位置精度的重要指標(biāo),其評(píng)定方法的準(zhǔn)確度對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和性能有著重要的影響。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,特別是坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等智能精密測(cè)量?jī)x器不斷被應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn),使基于坐標(biāo)測(cè)量數(shù)據(jù)的定向誤差評(píng)定方法的研究具有重要的實(shí)際意義。
　　目前常用的定向誤差評(píng)定方法不符合新一代 GPS規(guī)范,且在給出評(píng)定結(jié)果的同時(shí),很少考慮到不確定度的影響。針對(duì)這一現(xiàn)狀,本文在新一代 GPS標(biāo)準(zhǔn)體系及其不確定度理論的基礎(chǔ)上,對(duì)定向誤差的評(píng)定方法及其不確定

2、度的計(jì)算方法進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究:
　　第一,建立了定向誤差評(píng)定的數(shù)學(xué)模型。首先根據(jù)符合最小條件原則的最小區(qū)域法,建立了基準(zhǔn)直線和基準(zhǔn)平面;然后采用坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)法,建立了以基準(zhǔn)要素為坐標(biāo)軸線或者坐標(biāo)平面的新坐標(biāo)系,以便易于建立評(píng)定模型;最后根據(jù)定向公差的定義和公差帶的模型,建立定向誤差的評(píng)定模型,并詳細(xì)推導(dǎo)了評(píng)定模型的實(shí)現(xiàn)過程。
　　第二,采用粒子群優(yōu)化算法來實(shí)現(xiàn)定向誤差的評(píng)定。定向誤差評(píng)定的實(shí)質(zhì)就是求解多維非線性優(yōu)化問題,

3、同時(shí)由于粒子群優(yōu)化算法在多維空間函數(shù)尋優(yōu)、動(dòng)態(tài)目標(biāo)尋優(yōu)等方面有著收斂速度快、非劣解質(zhì)量高、魯棒性好等優(yōu)點(diǎn),因此本文在 Matlab軟件中實(shí)現(xiàn)粒子群算法來求解評(píng)定模型。
　　第三,利用蒙特卡羅法進(jìn)行評(píng)定結(jié)果的不確定度計(jì)算。由于評(píng)定模型的非線性、不可微等原因,使用解析法求解不確定度的傳遞模型變得復(fù)雜而又困難,甚至不能用解析法得到不確定度的傳遞函數(shù)。本文根據(jù)定向誤差的特點(diǎn),運(yùn)用蒙特卡羅方法對(duì)誤差的測(cè)量結(jié)果不確定度進(jìn)行估計(jì)計(jì)算。
　

4、　第四,對(duì)定向誤差評(píng)定方法進(jìn)行了實(shí)例驗(yàn)證。首先利用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)獲得被測(cè)零件的相關(guān)數(shù)據(jù),之后以V形槽零件為例,進(jìn)行了面對(duì)面傾斜度誤差評(píng)定的實(shí)例驗(yàn)證;以某箱體為例,進(jìn)行了線對(duì)面的垂直度誤差和面對(duì)面平行度誤差評(píng)定的實(shí)例驗(yàn)證。
　　第五,開發(fā)了定向誤差評(píng)定原型系統(tǒng)?；赩C++和MATLAB混合編程,開發(fā)了定向誤差評(píng)定的原型系統(tǒng);系統(tǒng)可直接讀取三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)提供的測(cè)量數(shù)據(jù),在給出誤差評(píng)定結(jié)果的同時(shí)給出了該評(píng)定結(jié)果的不確定度;最后通過實(shí)際應(yīng)用