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柔性关节式坐标测量机结构参数标定的采样策略研究

作　者: 奚思
导　师: 于连栋
学　校: 合肥工业大学
专　业: 精密仪器及机械
关键词: 柔性坐标测量机参数标定采样策略参数辨识高斯-牛顿迭代法
分类号: TH721
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

柔性关节式坐标测量机是一种具有广阔应用前景的坐标测量系统，其机械结构上的特点使其具有测量范围大、使用灵活轻便等优点。标定技术是保证测量机测量精度的关键技术之一。而目前用的测量机参数标定方法中，采样策略都具有一定的随机性。为了对测量机的参数进行最佳标定，以求能够合理地得到测量空间的实际误差，必须研究标定的采样策略。本文围绕这一问题展开研究，主要内容有：1)对柔性坐标测量机标定过程中所需要的样本数量加以研究，在保证一定的测量误差时进行多次模拟标定实验，实验结果显示在采样次数达到200时最大测量误差和标准差都趋于稳定。2)研究了参数的可辨识性与Jacobin矩阵的条件数的关系。通过模拟实验发现增加各个关节角度的取值范围可以减小Jacobin矩阵的条件数从而增加参数的可辨识性。3)研究了各个关节参数对辨识结果影响的权重，提出了标定过程中在保证各个关节取值范围均匀分布的情况下加大对第一和第二个关节的信息采集的优化的采样策略。4)从锥孔标准杆和量块这两个标准量的本体结构特点和采样点的分布考虑，分别给出了基于这两种标定方法的优化采样策略。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
致谢  7-12
第一章绪论  12-17
  1.1 柔性坐标测量机概述  12-14
    1.1.1 柔性坐标测量机简介  12
    1.1.2 柔性坐标测量机国内外研究现状  12-14
  1.2 柔性坐标测量机标定方法及其采样策略研究现状  14-16
  1.3 课题来源、研究目的及选题意义  16-17
第二章柔性坐标测量机参数标定  17-25
  2.1 柔性坐标测量机测量模型  17-20
  2.2 柔性坐标测量机参数标定模型  20-22
    2.2.1 柔性坐标测量机参数标定模型基础  20-21
    2.2.2 高斯-牛顿法  21-22
  2.3 Jacobin 矩阵态性问题及待标定参数可辨识性  22-24
    2.3.1 矩阵性态问题  22-23
    2.3.2 待标定参数可辨识性  23-24
  本章小结  24-25
第三章结构参数标定的采样策略模拟实验研究  25-38
  3.1 采样次数对参数辨识性的影响  25-27
  3.2 关节角度取值范围对参数辨识结果的影响  27-29
  3.3 各个关节参数对辨识结果影响的权重  29-37
    3.3.1 各关节转角参数对测量精度的影响  29-33
    3.3.2 各关节扭角参数对测量精度的影响  33-35
    3.3.3 各关节线性参数对测量精度的影响  35-37
  本章小结  37-38
第四章柔性坐标测量机结构参数标定的采样策略设计  38-46
  4.1 标准杆件标定法  38-41
    4.1.1 锥孔标准杆  38-39
    4.1.2 空间距离标定模型  39-41
  4.2 标准杆件标定法采样策略优化设计  41-42
  4.3 量块标定法  42-45
    4.3.1 量块  42-43
    4.3.2 量块标定法采样策略优化设计  43-45
  本章小结  45-46
第五章实验结果及分析  46-55
  5.1 标准杆件标定法实验  46-52
    5.1.1 优化采样策略下的标定实验  46-48
    5.1.2 对比不同采样策略的标定实验  48-49
    5.1.3 对比不同采样区域的标定实验  49-52
  5.2 量块标定法实验  52-54
  本章小结  54-55
第六章总结与展望  55-56
  6.1 总结  55
  6.2 展望  55-56
参考文献  56-59
攻读硕士学位期间发表的论文  59-61

柔性关节式坐标测量机结构参数标定的采样策略研究

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