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超大工件曲率的精密测量

作　者: 骆者斌
导　师: 王志兴
学　校: 南京理工大学
专　业: 测试计量技术与仪器
关键词: 曲率测量光学条码定位圆的拟合 Matlab 最小二乘法模拟实验
分类号: TG806
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 21次
引　用: 0次
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内容摘要

工件曲率的测量一直是几何测量的重要课题,在工件制造,质量审核,形变检测等方面有较广泛的应用。近年来,随着国家四万亿拉动经济的政策的执行,大型工程项目不断增多,超大弧形工件使用也越来越多,其曲率的测量备受重视。本文针对该问题分析了当前大工件曲率的研究现状,设计并论证了测量的整体方案,提出了使用光学条码定位的方法高精度测定大工件上离散点,建立了针对超大工件测量的数学模型,分析了平面圆拟合的各种方法并选用最小二乘法进行拟合,探讨了拟合圆曲率半径与测量点精度和构型的误差数学关系,并对条码定位系统的测量精度进行了实验验证。最后,本文使用Matlab进行模拟实验,编写了实验程序,通过多次模拟求平均值,解算出拟合半径的平均值和方差随着测量点个数的变化关系,进而探讨得出了既能够保证测量的精度,又能够最大程度上减少工程量的测量点数,为提高工程测量效率和精度提供了重要的依据。此外,由于尚未与工程使用方梅山钢铁公司签订正式协议,本文实测实验未能进行,但对工程实践中可能出现的问题进行了分析和探讨,为日后的工程实践打下了一定的基础。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-7
1 绪论  7-15
  1.1 大工件曲率测量的研究背景  7-8
  1.2 工件曲率测量方法的研究现状  8-15
    1.2.1 传统的接触式测量法  8
    1.2.2 声学测量法  8-9
    1.2.3 磁学测量法  9
    1.2.4 光学测量法  9-13
    1.2.5 图像分析法  13
    1.2.6 光学条码定位技术测量法  13
    1.2.7 本文采用的方法  13-15
2 测量装置方案设计  15-20
  2.1 实验装置示意图  15
  2.2 光学条码定位系统  15-20
    2.2.1 定位系统的组成  15-16
    2.2.2 电子水准仪结构以及测量原理  16-17
    2.2.3 正弦条码的定位原理及步骤  17-20
3 数学模型的建立  20-29
  3.1 数学模型  20
  3.2 平面圆的拟合  20-29
    3.2.1 平均值法  20-21
    3.2.2 加权平均值法  21
    3.2.3 遗传算法  21-25
    3.2.4 近似算法  25-26
    3.2.5 最小二乘法  26-29
4. 误差分析  29-42
  4.1 拟合圆的圆心点的误差分析  29-31
  4.2 拟合圆半径的误差分析  31-32
  4.3 条码定位系统的误差分析及实验  32-42
    4.3.1 条码定位系统的误差分析  32-34
    4.3.2 针对三正弦条码定位的误差实验  34-42
5 Matlab 模拟实验及分析  42-55
  5.1 模型的建立  42
  5.2 程序的实现  42-44
  5.3 模拟实验  44-48
  5.4 测量点个数的分析  48-55
6 优化测量方案  55-57
  6.1 测量点优化  55
  6.2 工程实用问题优化分析  55-57
7 总结与展望  57-58
  7.1 总结  57
  7.2 展望  57-58
致谢  58-59
参考文献  59-63
附录  63-64

超大工件曲率的精密测量

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