基于新一代GPS的定向誤差評定方法的研究.pdf

1、定向誤差是衡量零部件位置精度的重要指標,其評定方法的準確度對產(chǎn)品質(zhì)量和性能有著重要的影響。隨著科學技術(shù)的進步,特別是坐標測量機等智能精密測量儀器不斷被應用于實際生產(chǎn),使基于坐標測量數(shù)據(jù)的定向誤差評定方法的研究具有重要的實際意義。
　　目前常用的定向誤差評定方法不符合新一代 GPS規(guī)范,且在給出評定結(jié)果的同時,很少考慮到不確定度的影響。針對這一現(xiàn)狀,本文在新一代 GPS標準體系及其不確定度理論的基礎上,對定向誤差的評定方法及其不確定

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

3、同時由于粒子群優(yōu)化算法在多維空間函數(shù)尋優(yōu)、動態(tài)目標尋優(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,因此本文在 Matlab軟件中實現(xiàn)粒子群算法來求解評定模型。
　　第三,利用蒙特卡羅法進行評定結(jié)果的不確定度計算。由于評定模型的非線性、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,運用蒙特卡羅方法對誤差的測量結(jié)果不確定度進行估計計算。
　

4、　第四,對定向誤差評定方法進行了實例驗證。首先利用三坐標測量機獲得被測零件的相關數(shù)據(jù),之后以V形槽零件為例,進行了面對面傾斜度誤差評定的實例驗證;以某箱體為例,進行了線對面的垂直度誤差和面對面平行度誤差評定的實例驗證。
　　第五,開發(fā)了定向誤差評定原型系統(tǒng)。基于VC++和MATLAB混合編程,開發(fā)了定向誤差評定的原型系統(tǒng);系統(tǒng)可直接讀取三坐標測量機提供的測量數(shù)據(jù),在給出誤差評定結(jié)果的同時給出了該評定結(jié)果的不確定度;最后通過實際應用