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基于回声状态网络的空间激光干涉低低跟踪重力卫星数据恢复方法研究
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作者 江鸿 姚镇东 +2 位作者 杨立伟 徐鹏 强丽娥 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第3期641-649,共9页
作为低低跟踪重力卫星GRACE任务的后续任务,激光干涉重力卫星任务GRACE Follow On双星之一的加速度计载荷在运行一个月后出现了异常,造成了关键科学测量数据的缺失,同时在GRACE服役期最后阶段也出现了类似情况。由此,加速度计数据恢复... 作为低低跟踪重力卫星GRACE任务的后续任务,激光干涉重力卫星任务GRACE Follow On双星之一的加速度计载荷在运行一个月后出现了异常,造成了关键科学测量数据的缺失,同时在GRACE服役期最后阶段也出现了类似情况。由此,加速度计数据恢复技术对GRACE尤其是GRACE Follow On任务探测目标的实现极为重要。本文提出了一种基于机器学习的回声状态网络模型来实现加速度计数据恢复与重建的全新方法。基于回声状态网络模型,构建双星之间加速度计数据的映射关系,并通过贝叶斯优化提高网络性能,可实现对缺失加速度计数据的高精度高效率重建。通过实测数据的实验比对,在重力场探测信号频段,模型预测结果在沿轨道方向和径向两个高灵敏轴可达到(甚至部分频段优于)10^(-8)m·s^(-2)√Hz量级水平,在轨道法向低灵敏轴到达10^(-8)m·s^(-2)√Hz~10^(-7)m·s^(-2)√Hz水平。这一重建精度达到甚至部分优于GRACE官方数据移植精度,可初步应用于重力场反演,实现低低跟踪任务加速度计高精度数据产品恢复。 展开更多
关键词 激光干涉测距重力卫星 低低跟踪 机器学习 数据处理
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基于激光干涉仪的大型机床运动轴垂直度检测方法分析
2
作者 刘莹 赵红 刘芳 《机床与液压》 北大核心 2025年第7期47-50,共4页
针对重大型机床加工范围广、运动行程长,传统方法无法有效检测任意两线性轴全行程范围内垂直度的问题,提出一种利用激光干涉仪测量机床两运动轴间对角线的方法。从原理分析了对角线垂直度检测方法的可行性,并介绍对角线垂直度检测所需... 针对重大型机床加工范围广、运动行程长,传统方法无法有效检测任意两线性轴全行程范围内垂直度的问题,提出一种利用激光干涉仪测量机床两运动轴间对角线的方法。从原理分析了对角线垂直度检测方法的可行性,并介绍对角线垂直度检测所需测量设备及具体检测过程。同时,通过对比实验验证了该方法的有效性、准确性和可靠性。最后,深入分析了对角线垂直度检测法,阐明其优势和缺点。结果表明:相较于传统垂直度检测方法,该方法测量范围更大、检测效率更高,可应用于重大型机床的垂直度检测。 展开更多
关键词 机床运动轴 对角线 垂直度检测 激光干涉仪
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基于双频激光干涉仪的数控机床几何误差高效辨识方法
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作者 王卉军 刘虎 黄晶 《激光杂志》 北大核心 2025年第5期217-222,共6页
在数控机床的生产、组装和使用过程中,几何误差的存在是不可避免的。传统的几何误差辨识方法不仅时效性差,而且误差较大,这严重影响了机床操作台器件的生产加工质量和效率。为了解决这一问题,提出了一种基于双频激光干涉仪的数控机床几... 在数控机床的生产、组装和使用过程中,几何误差的存在是不可避免的。传统的几何误差辨识方法不仅时效性差,而且误差较大,这严重影响了机床操作台器件的生产加工质量和效率。为了解决这一问题,提出了一种基于双频激光干涉仪的数控机床几何误差高效辨识方法。该方法首先应用双频激光干涉仪采集机床表面信息,并借助多普勒效应和积分函数对加工器件表面进行精确测量。然后,根据数控机床的结构和工作原理,分析其在运动过程中产生的几何误差分量。最后,通过应用九线法和齐次变换法对采集到的数据进行分析,从而精准地辨识出机床的几何误差。实验结果表明,该方法在辨识数控机床几何误差方面具有高精度和良好的稳定性。 展开更多
关键词 双频激光干涉仪 线性度误差 垂直度误差 数控机床 九线法
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基于EFAST方法的三坐标数控机床几何精度灵敏度分析 被引量:2
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作者 高义然 牛兴华 +3 位作者 牛俊青 黄梦翔 朱浩铭 王向东 《工具技术》 北大核心 2024年第4期127-134,共8页
机床几何误差是影响机床加工精度的主要因素之一,本文针对机床几何误差建模、几何精度灵敏度分析、筛选关键几何误差等问题进行研究。结合多体系统理论和齐次坐标变换建立三坐标数控机床的几何误差模型,求解机床空间位置误差表达式。使... 机床几何误差是影响机床加工精度的主要因素之一,本文针对机床几何误差建模、几何精度灵敏度分析、筛选关键几何误差等问题进行研究。结合多体系统理论和齐次坐标变换建立三坐标数控机床的几何误差模型,求解机床空间位置误差表达式。使用雷尼绍XL-80激光干涉仪对三坐标数控机床进行几何误差测量试验,将测量结果导入九线法误差辨识模型,辨识三坐标数控机床的21项几何误差。应用Simlab软件中的拓展傅里叶幅值灵敏度检验方法(EFAST)对三坐标数控机床的几何误差进行灵敏度分析,并筛选出影响三坐标数控机床加工精度的关键几何误差。此外,以关键几何误差为基础,建立三坐标数控机床的简化几何误差模型,与三坐标数控机床的几何误差模型进行对比分析。结果表明,该方法可合理经济地提高三坐标数控机床加工精度及几何误差补偿。 展开更多
关键词 机床几何误差 三坐标数控机床 灵敏度 激光干涉仪 空间位置误差
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数控机床几何误差单轴五次测量与辨识方法
5
作者 季泽平 田春苗 +2 位作者 郭世杰 唐术锋 兰月政 《机电工程》 北大核心 2024年第1期166-174,182,共10页
针对数控机床几何误差项的准确测量与辨识问题,提出了一种基于激光干涉仪的机床空间几何误差单轴五次测量与辨识方法。首先,针对X、Y、Z轴分别设置了一条测量线,测量了3条划定线上除滚转误差外的其他15项几何误差,共计15次测量;然后,分... 针对数控机床几何误差项的准确测量与辨识问题,提出了一种基于激光干涉仪的机床空间几何误差单轴五次测量与辨识方法。首先,针对X、Y、Z轴分别设置了一条测量线,测量了3条划定线上除滚转误差外的其他15项几何误差,共计15次测量;然后,分析了转角误差对直线度误差以及直线度误差对定位误差的耦合影响,并建立了误差辨识方程组;最后,根据误差辨识方程组,得到了机床21项几何误差;并进行了单轴五次测量法的测量和辨识实验,并将所得结果与空间九线法测量辨识结果进行了对比分析。研究结果表明:单轴五次测量法与空间九线法测量辨识结果的空间误差向量最大偏差为1.93μm,平均偏差为0.58μm,该结果验证了单轴五次测量法是准确和有效的。该方法考虑了实际测量过程中的误差耦合情况,因此相比于空间九线法,该方法减少了测量线数与测量次数,简化了误差项的求解过程;同时,采用单轴运动方式可以有效避免其他轴对当前运动轴误差的影响。 展开更多
关键词 数控机床 激光干涉仪 空间几何误差 单轴五次测量法 误差耦合 误差辨识
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高精度数控机床的导轨平行度测试方法研究 被引量:2
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作者 司卫征 卫紫君 +3 位作者 罗良传 刘建华 陈启愉 唐健豪 《机床与液压》 北大核心 2024年第15期128-136,共9页
基于平面度、直线度、平行度的测量及评价原理,对有效行程2 000 mm精密导轨平行度进行测量,并对导轨工作台单个滑块及组合滑块的角度偏差、直线度及导轨平行度进行理论分析和实验验证。结果表明:在相同的环境和装配工艺等条件下,水平面... 基于平面度、直线度、平行度的测量及评价原理,对有效行程2 000 mm精密导轨平行度进行测量,并对导轨工作台单个滑块及组合滑块的角度偏差、直线度及导轨平行度进行理论分析和实验验证。结果表明:在相同的环境和装配工艺等条件下,水平面内滑块的角度偏转方向和趋势基本一致,滑块的最大角度偏差相近;组成导轨工作台的4个滑块在水平面内直线度曲线趋势相同均为中间凹,竖直平面内直线度受装配锁紧力和角度偏差的影响,角度偏差的转动方向相同,但趋势稍微有差异;组合滑块直线度的方向与单个滑块直线度的方向一致,因滑块组合后受力的平均效应作用,在竖直面和水平面内组合滑块直线度比单个滑块直线度好;以基准导轨与副导轨的直线度斜度代数运算的绝对值评价导轨间平行度的方法,可为精密导轨平行度的测量提供依据。 展开更多
关键词 数控机床 平行度 直线度 精密导轨 激光干涉仪
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激光干涉仪的线性测量误差及分析
7
作者 卢业坚 《福建农机》 2024年第2期37-40,共4页
文章介绍了激光干涉仪的线性测量原理,通过线性测量原理了解测量过程中可能产生的误差。为了减少或消除测量过程所产生的误差对机床线性轴线相关精度的影响,在深入分析死程误差、余弦误差、阿贝(Abbe)偏置误差等常见测量误差基础上,提... 文章介绍了激光干涉仪的线性测量原理,通过线性测量原理了解测量过程中可能产生的误差。为了减少或消除测量过程所产生的误差对机床线性轴线相关精度的影响,在深入分析死程误差、余弦误差、阿贝(Abbe)偏置误差等常见测量误差基础上,提出了减少或消除测量误差的相应措施或解决方法,一定程度上提高了数控机床线性精度测量的精度准确性和可靠。 展开更多
关键词 数控机床 激光干涉仪 线性测量 测量误差
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双频激光干涉仪在机床检定中的应用 被引量:8
8
作者 羡一民 俞成栋 +2 位作者 于光华 于东升 曹益平 《制造技术与机床》 CSCD 1995年第5期8-11,共4页
介绍了双频激光干涉仪在机床检定中检定数控机床位置精度,检定直线度、垂直度和平面度的方法,还介绍了影响测量精度的因素。
关键词 激光干涉仪 机床检定 位置精度 垂直度 平面度
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基于激光干涉仪的数控机床运动误差识别与补偿 被引量:40
9
作者 张虎 周云飞 +2 位作者 唐小琦 陈吉红 师汉民 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第21期1838-1841,共4页
提出了数控机床运动误差的软件补偿方法。采用刚体运动假设和齐次坐标变换建立了多轴机床空间运动误差的通用模型。该模型把刀具相对于工件的空间误差表示为机床各结构件之间运动误差的位置函数。给出了全部运动误差参数的激光干涉仪识... 提出了数控机床运动误差的软件补偿方法。采用刚体运动假设和齐次坐标变换建立了多轴机床空间运动误差的通用模型。该模型把刀具相对于工件的空间误差表示为机床各结构件之间运动误差的位置函数。给出了全部运动误差参数的激光干涉仪识别方法 ;提出了一种新的 roll误差测量措施。在立式加工中心上进行了运动误差的补偿实验 ,结果证明所提出的运动误差软件联动补偿效果显著。 展开更多
关键词 激光干涉仪 运动误差 数控机床 空间误差 误差建模 软件补偿
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基于双频激光干涉仪的DM1007数控铣床几何误差辨识的实验研究 被引量:9
10
作者 胡建忠 王波雷 +2 位作者 王民 范晋伟 昝涛 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2010年第4期103-106,共4页
对DM1007数控铣床几何误差进行了描述,采用九线辨识法对其进行误差辨识,并使用英国Ren-ishaw公司生产的ML10Gold型激光干涉仪进行了误差辨识试验,证实了该方法的简单快捷且具有较高的辨识精度。
关键词 数控铣床 误差辨识 九线法 激光干涉仪
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基于激光干涉仪的数控机床定位精度检测与误差补偿方法 被引量:20
11
作者 王堃 孙程成 +2 位作者 钱锋 王玮 郑巍 《航空制造技术》 2010年第21期90-93,共4页
针对RIFA80数控机床定位精度大幅度下降的问题,介绍了利用英国雷尼绍(RENISHAW)ML10激光干涉仪对该机床的定位精度和重复定位精度进行精度检测和误差补偿的方法,并对误差补偿前后的检测数据进行了分析。结果表明,通过精度检测和误差补偿... 针对RIFA80数控机床定位精度大幅度下降的问题,介绍了利用英国雷尼绍(RENISHAW)ML10激光干涉仪对该机床的定位精度和重复定位精度进行精度检测和误差补偿的方法,并对误差补偿前后的检测数据进行了分析。结果表明,通过精度检测和误差补偿,RIFA80机床的各项精度指标已达到工作要求。 展开更多
关键词 激光干涉仪 数控机床 精度 误差补偿
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三坐标数控机床误差建模与补偿的实验研究 被引量:18
12
作者 范晋伟 邢亚兰 +1 位作者 郗艳梅 康方 《机械设计与制造》 北大核心 2008年第9期150-152,共3页
以多体系统运动学分析理论为基础,利用双频激光干涉仪测量机床误差,采用九线法辨识机床误差参数,结合具体机床,准确建立了误差补偿的数学模型,利用已发开的误差补偿软件实现了误差补偿,显著地提高了数控机床的加工精度。
关键词 数控机床 多体系统 激光干涉仪 九线辨识法 误差补偿
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数控机床螺距误差自动补偿技术 被引量:10
13
作者 刘焕牢 李斌 师汉民 《工具技术》 北大核心 2004年第7期42-43,共2页
基于华中数控系统 ,提出一种简单、快速的对数控机床进行定位精度评估和螺距误差自动补偿的技术。使用步距规 ,可以在半小时内实现对三坐标数控机床的位置精度评价和精度升级 ,并使用激光干涉仪对机床升级前后的位置精度进行了验证。
关键词 数控机床 定位精度 螺距误差 激光干涉仪 误差补偿
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Mikron UCP 800数控机床的定位精度检测与误差补偿 被引量:3
14
作者 夏链 谢捷 +2 位作者 许少平 王堃 韩江 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期835-838,共4页
利用数控机床的软件误差补偿技术可以显著提高机床的加工精度。文章利用英国雷尼绍(REN-ISHAW)公司生产的ML10激光干涉仪,对配有HEIDENHAINi TNC530数控系统的Mikron UCP 800数控机床的定位精度和重复定位精度进行精度检测和误差补偿,... 利用数控机床的软件误差补偿技术可以显著提高机床的加工精度。文章利用英国雷尼绍(REN-ISHAW)公司生产的ML10激光干涉仪,对配有HEIDENHAINi TNC530数控系统的Mikron UCP 800数控机床的定位精度和重复定位精度进行精度检测和误差补偿,并对误差补偿前后的检测数据进行了分析,结果表明,误差补偿是提高数控机床精度行之有效的重要方法。 展开更多
关键词 数控机床 激光干涉仪 精度 误差补偿
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数控机床误差检测及其误差补偿技术研究 被引量:30
15
作者 曹永洁 傅建中 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2007年第4期38-41,共4页
使用Renishaw激光干涉仪和高精度位移传感器实现了机床线性定位误差和主轴热误差的测量。通过补偿机床螺距和丝杠间隙误差,实现了机床线性定位误差的补偿。同时,使用PMAC控制卡对数控系统的G代码指令进行了实时修改,实现了机床主轴热误... 使用Renishaw激光干涉仪和高精度位移传感器实现了机床线性定位误差和主轴热误差的测量。通过补偿机床螺距和丝杠间隙误差,实现了机床线性定位误差的补偿。同时,使用PMAC控制卡对数控系统的G代码指令进行了实时修改,实现了机床主轴热误差的实时补偿。分析补偿后的机床,发现机床的加工精度得到了很大提高,表明该补偿效果明显。 展开更多
关键词 数控机床 激光干涉仪 CCD激光位移传感器 误差补偿
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快速调整激光干涉仪光线准直系统的设计 被引量:6
16
作者 刘庆杰 高宏力 +1 位作者 王强军 郑贝贝 《机械设计与制造》 北大核心 2012年第5期59-61,共3页
使用激光干涉仪能够很好地解决数控机床定位精度差的问题,然而调整激光器的方向,使激光束与所测机床轴的移动方向平行是一项很重要而且麻烦的工作。为快速准确调整激光器方向,在对激光干涉仪工作原理深入研究的基础上,分析了激光束偏心... 使用激光干涉仪能够很好地解决数控机床定位精度差的问题,然而调整激光器的方向,使激光束与所测机床轴的移动方向平行是一项很重要而且麻烦的工作。为快速准确调整激光器方向,在对激光干涉仪工作原理深入研究的基础上,分析了激光束偏心的原因,构建了以PLC为控制核心,驱动两台电机控制干涉仪平移与旋转运动,实现快速调整激光干涉仪激光束准直。实验结果表明,此设计节省了大量人力、时间的开支,能够控制干涉仪快速对准,具有工业应用推广价值。 展开更多
关键词 激光干涉仪 定位精度 数控机床 调整准直
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激光加工微型光纤折射率传感器的工艺与特性 被引量:6
17
作者 孙东 冉曾令 饶云江 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1239-1242,共4页
提出一种由157nm激光制造的新型微型光纤法布里-珀罗折射率传感器的制作方法,传感头由靠近单模光纤端的具有光纤顶端微通道的法布里-珀罗空气腔组成,将单模光纤顶端的微通道作为检测介质的入口.分别在珐珀腔的反射界面镀以薄膜作为反射... 提出一种由157nm激光制造的新型微型光纤法布里-珀罗折射率传感器的制作方法,传感头由靠近单模光纤端的具有光纤顶端微通道的法布里-珀罗空气腔组成,将单模光纤顶端的微通道作为检测介质的入口.分别在珐珀腔的反射界面镀以薄膜作为反射镜面来确保高的光对比度.试验中获得了1130.887nm/refractive-index的分辨率.和其他的光纤传感器相比,这种传感器具有体积小,结构坚固,高分辨率,线性良好,测量范围宽等优点,能够满足实际应用的要求,特别是对需要小型传感器的场合. 展开更多
关键词 光纤 法布里-珀罗干涉仪 激光加工 折射率测量
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数控成形砂轮磨齿机床几何误差建模与补偿 被引量:6
18
作者 韩江 杨清艳 +1 位作者 张魁榜 夏链 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2012年第12期1585-1588,1609,共5页
文章以QCYK7332A数控成形砂轮磨齿机为例,对机床误差进行了分析,利用齐次坐标变换建立了空间误差数学模型;针对几何误差模型提出了一种对机床误差进行预测以及实时误差补偿的方法,并用Ren-ishaw激光干涉仪测量机床的x轴角度误差,说明机... 文章以QCYK7332A数控成形砂轮磨齿机为例,对机床误差进行了分析,利用齐次坐标变换建立了空间误差数学模型;针对几何误差模型提出了一种对机床误差进行预测以及实时误差补偿的方法,并用Ren-ishaw激光干涉仪测量机床的x轴角度误差,说明机床误差预测以及实时误差补偿的过程,为提高数控成形砂轮磨齿机精度和减少机床的几何误差提供了理论依据。 展开更多
关键词 数控成形砂轮磨齿机 几何误差模型 Renishaw激光干涉仪 误差补偿
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用激光干涉仪测量三坐标测量机的动态特性 被引量:10
19
作者 董晨松 穆玉海 张国雄 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 1998年第5期621-626,共6页
提出了一种用激光干涉仪测量三坐标测量机动态误差的方法,分析了激光干涉仪的测量原理并分别对扫描测量和触发测量中的动态误差进行了模拟测量.实验结果表明,运动中的加速度产生的附加惯性力是产生动态误差的重要因素.由于惯性的原... 提出了一种用激光干涉仪测量三坐标测量机动态误差的方法,分析了激光干涉仪的测量原理并分别对扫描测量和触发测量中的动态误差进行了模拟测量.实验结果表明,运动中的加速度产生的附加惯性力是产生动态误差的重要因素.由于惯性的原因,扫描测量中换向时产生的误差大约是同样条件下惯性力造成误差的2倍. 展开更多
关键词 激光干涉仪 三坐标测量机 动态误差 动态特性
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基于激光干涉仪的旋转轴误差快速检定方法 被引量:22
20
作者 皮世威 刘强 孙鹏鹏 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2484-2491,共8页
为了提升五轴数控机床各旋转轴精度,解决旋转轴几何误差难以测量的问题,提出了一种基于激光干涉仪的旋转轴几何精度快速测量方法。该方法针对AC双转台和BC摆头转台的结构特性,采用旋转轴与直线轴联动的测量技术,可以避免传统测量方法对... 为了提升五轴数控机床各旋转轴精度,解决旋转轴几何误差难以测量的问题,提出了一种基于激光干涉仪的旋转轴几何精度快速测量方法。该方法针对AC双转台和BC摆头转台的结构特性,采用旋转轴与直线轴联动的测量技术,可以避免传统测量方法对旋转轴中心的依赖性,推导了测量中直线轴转角误差与直线度对旋转轴几何误差约束关系,在保证精度的同时减少了测量过程中的设备安装调试时间,实现了五轴机床旋转轴转角误差、重复转角误差以及反向间隙的快速测量和补偿。对实际五轴机床AC双转台几何精度进行检定,提高了旋转轴的几何精度,实验证明该测量方法具有很强的工程应用价值。 展开更多
关键词 五轴机床 旋转轴 激光测量 精度补偿
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