基于自主气体轴承的大型光电精密仪器回转基准技术的研究 被引量：3

1

作者 齐乃明 谭久彬 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2002年第S1期32-34,37,共4页

提出一种用于大型光电精密仪器的自主控制静压气体轴承方案。按气体轴承刚度最大准则优化了固有节流轴承参数。给出了进气、排气、进气-排气三种主动节流方式下的承载能力特性。计算结果表明,轴承参数优化是合理的,能为自主控制轴承实... 提出一种用于大型光电精密仪器的自主控制静压气体轴承方案。按气体轴承刚度最大准则优化了固有节流轴承参数。给出了进气、排气、进气-排气三种主动节流方式下的承载能力特性。计算结果表明,轴承参数优化是合理的,能为自主控制轴承实现无穷刚度提供良好的负载范围。三种主动节流方式也为自主控制气体轴承提供了多样性选择。 展开更多

关键词 自主气体轴承 光电精密仪器 回转基准 有限元法

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高加速度超精密激光外差干涉测量模型 被引量：6

2

作者 陈洪芳 丁雪梅 +4 位作者 钟志 谭久彬 王维雅 谢站磊 李海英 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期72-75,共4页

为了精确地描述激光外差干涉在高加速度超精密测量中加速度对位移测量精度的影响机理与规律,建立了高加速度超精密激光外差干涉位移测量模型。通过分析测量棱镜三维运动对多普勒频移的影响,推导出高加速度激光外差干涉位移测量模型。理... 为了精确地描述激光外差干涉在高加速度超精密测量中加速度对位移测量精度的影响机理与规律,建立了高加速度超精密激光外差干涉位移测量模型。通过分析测量棱镜三维运动对多普勒频移的影响,推导出高加速度激光外差干涉位移测量模型。理论分析和仿真实验表明,当测量加速度为9m/s2,匀加速运行的位移为500mm时,由于加速度变化引起的相对论性效应对测量精度的影响为5nm。高加速度超精密激光外差干涉位移测量模型的建立,可提高激光外差干涉在高加速度超精密测量中的测量精度,为激光外差干涉在高速和超高速测量领域的应用提供了理论依据。 展开更多

关键词 外差干涉 超精密测量模型 加速度 高速测量

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具有纳米分辨力二维超精密定位系统的研制 被引量：3

3

作者 叶树亮 谭久彬 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期1472-1475,共4页

针对传统超精密定位系统存在位移灵敏度、系统频响及重复定位精度难以兼顾的问题,设计并研制了一种具有纳米分辨力的二维超精密定位系统.系统集成平行四连杆结构双柔性二维工作台无间隙传动、双极性可伸缩压电陶瓷微位移驱动和纳米精度... 针对传统超精密定位系统存在位移灵敏度、系统频响及重复定位精度难以兼顾的问题,设计并研制了一种具有纳米分辨力的二维超精密定位系统.系统集成平行四连杆结构双柔性二维工作台无间隙传动、双极性可伸缩压电陶瓷微位移驱动和纳米精度电容位移监测等先进技术,在微处理器控制下可实现纳米量级的定位.为改善传统PID控制方法存在的精度低、实时性差等缺陷,提出了一种结合定位过程中各阶段系统不同响应特性的比例、积分和微分(PID)参数自适应控制算法.结果表明:平行四连杆结构能有效地消除运动方向间的交叉耦合,确保了工作台在运动方向上的直线度;在30μm行程内,单轴位移分辨力优于1 nm,重复定位精度优于10 nm,最大行程时响应时间<1 s. 展开更多

关键词 纳米分辨力 二维 超精密 定位系统

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面向二维轨迹跟踪的精密运动台定量反馈交叉耦合控制方法 被引量：1

4

作者 高殿淳 黄嘉聪 +1 位作者 吴锡鹏 宋法质 《动力学与控制学报》 2024年第12期37-44,共8页

高端制造业中对零件精度的需求逐级提高,衍生出高精度轮廓控制的需求,双轴精密运动平台由于其结构刚度高,控制频宽等优点,被广泛应用于数控设备中.本文首先基于双轴运动台的动力学模型,为解耦后的单轴系统设计了前馈反馈相结合的复合控... 高端制造业中对零件精度的需求逐级提高,衍生出高精度轮廓控制的需求,双轴精密运动平台由于其结构刚度高,控制频宽等优点,被广泛应用于数控设备中.本文首先基于双轴运动台的动力学模型,为解耦后的单轴系统设计了前馈反馈相结合的复合控制方法.其次基于切线逼近的轮廓误差模型,对交叉耦合控制策略的框图进行求解,获得了有无交叉耦合控制器的轮廓误差传递函数,并建立了等效反馈回路.再次,分别使用PID调试与定量反馈的方法为时变等效受控对象设计了交叉耦合控制器,并验证定量反馈交叉耦合控制器满足了设计条件.最后通过输入不同参考轨迹,仿真验证定量反馈交叉耦合控制相较于PID型交叉耦合控制在轨迹跟踪性能和适应不同轨迹的优越性. 展开更多

关键词 双轴运动台 轮廓控制 交叉耦合控制 定量反馈理论

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液晶空间光调制器用于波前校正的研究 被引量：13

5

作者 张洪鑫 张健 +1 位作者 吴丽莹 向杰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第6期1062-1065,共4页

为了提高液晶空间光调制器用于波前校正的精度，测试了美国BNS公司反射式256×256像素纯相位液晶空间光调制器。由于非线性相位响应特性会降低该器件用于波前校正的性能，因此通过反插值法将相位调制曲线的非线性度减小到原来的1／... 为了提高液晶空间光调制器用于波前校正的精度，测试了美国BNS公司反射式256×256像素纯相位液晶空间光调制器。由于非线性相位响应特性会降低该器件用于波前校正的性能，因此通过反插值法将相位调制曲线的非线性度减小到原来的1／8，建立了0～2π区间内相位与灰度之间的线性关系。以液晶空间光调制器作为波前校正器，数字相移干涉仪作为波前传感器，对含有高频误差的不规则波面进行了测量和误差校正。畸变波前的峰谷值（PV）由校正前的0．78A减小到校正后的0．27λ，均方根（RMS）由校正前的0．13A减小到校正后的0．02A。实验结果表明：液晶空间光调制器能够代替传统的变形镜，实现低成本、高分辨、高精度的波前校正。 展开更多

关键词 波前校正 液晶 空间光调制器 相位调制特性

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辅助气室连通的空气弹簧隔振系统隔振特性研究 被引量：6

6

作者 刘彦 谭久彬 +1 位作者 王雷 谭志波 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期98-100,共3页

基于气体能量微分方程,建立了由两个辅助气室相互连通的空气弹簧组成的隔振系统传递率数学模型。该模型描述了阻尼比ξ、流量系数比λ、主/辅气室容积比N三者与传递率之间的对应关系。由此精确分析了辅助气室相互连通对隔振系统垂向平动... 基于气体能量微分方程,建立了由两个辅助气室相互连通的空气弹簧组成的隔振系统传递率数学模型。该模型描述了阻尼比ξ、流量系数比λ、主/辅气室容积比N三者与传递率之间的对应关系。由此精确分析了辅助气室相互连通对隔振系统垂向平动y和绕重心转动θ这两个自由度隔振特性的影响,结果表明:辅助气室相互连通对y自由度隔振性能没有影响;合理匹配λ和ξ,可使系统θ自由度超低频隔振性能提高30dB,合理匹配λ和N,系统θ自由度的谐振区隔振性能可提高20dB且高频隔振性能保持不变。 展开更多

关键词 空气弹簧 辅助气室连通 隔振特性

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深空大规模天线阵布局优化方法研究 被引量：8

7

作者 史学书 王元钦 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期478-484,共7页

由大量廉价的小型反射面天线组成阵列对航天器进行跟踪通信是未来深空测控网发展的一条新思路。提出一种改进的遗传算法对大规模小天线阵列地理布局进行优化,提高天线阵列的测控性能。首先分析了布局优化的约束条件,然后以最小化旁瓣电... 由大量廉价的小型反射面天线组成阵列对航天器进行跟踪通信是未来深空测控网发展的一条新思路。提出一种改进的遗传算法对大规模小天线阵列地理布局进行优化,提高天线阵列的测控性能。首先分析了布局优化的约束条件,然后以最小化旁瓣电平为目标,建立了优化模型。分析了Kogan梯度算法和常规遗传算法的局限性,最后给出了改进遗传算法的优化流程。仿真结果表明,改进的遗传算法不但具有高的优化效率,还可应用于阵列布局的多目标优化。 展开更多

关键词 深空通信 天线阵 布局优化 最小化旁瓣

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液晶空间光调制器用于光学测量的研究 被引量：1

8

作者 张洪鑫 张健 吴丽莹 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第S1期39-42,共4页

研究了利用液晶空间光调制器的相位调制特性进行光学测量的方法。测试美国BNS公司反射式256×256纯相位液晶空间光调制器,相位响应呈非线性。利用反插值法对非线性相位响应进行了校正,使非线性度缩小1/8,获得了该器件线性的相位响... 研究了利用液晶空间光调制器的相位调制特性进行光学测量的方法。测试美国BNS公司反射式256×256纯相位液晶空间光调制器,相位响应呈非线性。利用反插值法对非线性相位响应进行了校正,使非线性度缩小1/8,获得了该器件线性的相位响应曲线。利用液晶空间光调制器产生相息图,能够将PV值为0.78λ,均方根为0.13λ的不规则波面,调制成PV值为0.27λ,均方根为0.02λ的近似平面波。实验结果表明,液晶空间光调制器作为补偿器能够应用于任意光学表面的测量。 展开更多

关键词 光学测量 液晶 空间光调制器 相位调制 相息图

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极坐标激光直写径向漂移理论研究

9

作者 金占雷 谭久彬 +2 位作者 刘玉涛 王雷 张山 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期38-43,共6页

为了进一步提高光学元件的线条制作精度,建立了极坐标激光直写时线条中心径向漂移的补偿模型。首先推导了极坐标激光直写的曝光量分布模型,分析了径向漂移产生的原因,然后针对数值孔径为0.5的光刻物镜建立了线条展宽模型和径向漂移模型... 为了进一步提高光学元件的线条制作精度,建立了极坐标激光直写时线条中心径向漂移的补偿模型。首先推导了极坐标激光直写的曝光量分布模型,分析了径向漂移产生的原因,然后针对数值孔径为0.5的光刻物镜建立了线条展宽模型和径向漂移模型,并分析了线条展宽和径向漂移的耦合关系,在此基础上分别建立了线条展宽补偿模型和径向漂移补偿模型。仿真结果表明,补偿前的径向漂移量是线条展宽量的3倍,对径向漂移进行补偿可以很好地减小系统原理误差,提高极坐标激光直写的制作精度。 展开更多

关键词 径向漂移 线条展宽 补偿 极坐标激光直写

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电寻址空间光调制器相位调制特性的研究 被引量：6

10

作者 张艳 吴丽莹 张健 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期316-318,共3页

利用光在液晶中的双折射效应和泰曼-格林干涉原理,提出了一种测量电寻址液晶空间光调制器相位特性,即相移量与驱动电压(灰度)之间关系的新方法。该方法抗干扰能力强,实验精度高。通过测试Boulder Nonlinear Systems(BNS)公司的256×... 利用光在液晶中的双折射效应和泰曼-格林干涉原理,提出了一种测量电寻址液晶空间光调制器相位特性,即相移量与驱动电压(灰度)之间关系的新方法。该方法抗干扰能力强,实验精度高。通过测试Boulder Nonlinear Systems(BNS)公司的256×256像素反射式液晶空间光调制器,得到了其在一定电压范围内的相位调制特性具有良好的线性关系,而且在线性调制范围内器件稳定,有效孔径内各个点的平均调制误差约为0.032λ,与理论值相吻合,从而验证了该实验方法的有效性。 展开更多

关键词 液晶空间光调制器 相位调制 泰曼-格林干涉

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面向精密气磁隔振的磁斥力负刚度装置的优化设计 被引量：1

11

作者 赵亚敏 崔俊宁 +1 位作者 邹丽敏 边星元 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第20期9-15,24,共8页

为进一步提升气浮隔振器的性能、降低环境中的低频微幅振动干扰对超精密加工、测量设备的影响,提出了一种面向精密气磁隔微振的磁斥力负刚度装置。磁斥力负刚度装置由三块沿垂向同向磁化的立方永磁体水平布置构成,其刚度通过磁铁间距改... 为进一步提升气浮隔振器的性能、降低环境中的低频微幅振动干扰对超精密加工、测量设备的影响,提出了一种面向精密气磁隔微振的磁斥力负刚度装置。磁斥力负刚度装置由三块沿垂向同向磁化的立方永磁体水平布置构成,其刚度通过磁铁间距改变,且磁铁间距不受隔振负载振动幅值的影响。基于等效磁荷模型建立磁斥力负刚度装置的磁力、刚度及刚度非线性解析模型,采用有限元仿真验证了理论模型的正确性,并采用遗传算法优化几何结构参数。优化分析结果表明:将静平衡点刚度与±1 mm处的刚度非线性度作为目标函数的多目标优化可将负刚度幅值提升146.09%,刚度非线性度降低64.73%。该研究对精密仪器及系统、超精密制造、尖端科学实验系统中精密低频气磁隔振器的设计具有重要的应用价值。 展开更多

关键词 气磁隔振 低频微幅振动 磁斥力负刚度装置 刚度非线性

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半导体装备系统动力学与控制专刊序

12

作者 孙煜 宋法质 +1 位作者 徐云浪 李雪平 《动力学与控制学报》 2024年第12期1-4,共4页

围绕集成电路半导体装备的LPV动力学建模与控制、精密运动系统的建模与高精度运动控制、精密设备的主动隔振与抑振、晶圆机械手结构设计与减振、高精度传感装置研制、精密系统温度控制等方面,本专刊介绍了集成电路半导体装备系统动力学... 围绕集成电路半导体装备的LPV动力学建模与控制、精密运动系统的建模与高精度运动控制、精密设备的主动隔振与抑振、晶圆机械手结构设计与减振、高精度传感装置研制、精密系统温度控制等方面,本专刊介绍了集成电路半导体装备系统动力学与控制领域一些研究成果. 展开更多

关键词 半导体装备动力学 精密运动系统 主动振动控制 晶圆机械手 光栅尺 精密温度控制

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基于改进Hough变换的直线图形快速提取算法 被引量：36

13

作者 康文静 丁雪梅 +1 位作者 崔继文 敖磊 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期105-108,117,共5页

为能够有效解决实时直线图形提取问题,提出了一种基于多约束Hough变换(HT)的直线提取算法。该算法首先分析了数字图像中直线边缘的三种结构特征,提出采用基元结构表示目标边缘点,并在约束条件下计算基元结构的基元倾角。在此基础上,结... 为能够有效解决实时直线图形提取问题,提出了一种基于多约束Hough变换(HT)的直线提取算法。该算法首先分析了数字图像中直线边缘的三种结构特征,提出采用基元结构表示目标边缘点,并在约束条件下计算基元结构的基元倾角。在此基础上,结合传统的HT的思想对基元结构进行极角约束HT,以获得最终的直线参数。实验结果表明,对合成图像和自然图像,该算法比梯度HT的运算速度分别提高约190倍和22倍。 展开更多

关键词 直线提取 基元结构 HOUGH变换 极角约束

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光学显微三维测量解耦合准则 被引量：10

14

作者 刘俭 谷康 +1 位作者 李梦周 谭久彬 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期1-7,共7页

光学显微三维测量耦合效应是指沟槽或台阶样品高度测量准确性受横向周期影响产生原理误差的现象。采用卷积不相关原则和有限能量损失原则,分别建立了薄样品和深沟槽样品光学显微三维测量的解耦合模型,揭示了被测样品特征参数与光学仪器... 光学显微三维测量耦合效应是指沟槽或台阶样品高度测量准确性受横向周期影响产生原理误差的现象。采用卷积不相关原则和有限能量损失原则,分别建立了薄样品和深沟槽样品光学显微三维测量的解耦合模型,揭示了被测样品特征参数与光学仪器表征能力之间的关联关系。与现有W/3准则相比,光学显微三维测量解耦合准则能够客观反映光学仪器表征能力受样品结构差异变化的影响,指示高度测量解耦合评定的示值区域,预见高度测量原理误差产生,为沟槽或台阶样品三维结构表征提供了一种新的计量评定准则。 展开更多

关键词 解耦合准则 光学显微测量 薄样品测量 深沟槽测量 台阶高度

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液晶空间光调制器与相干光波前实时变换 被引量：10

15

作者 张健 吴丽莹 刘伯晗 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期124-127,共4页

介绍了一种利用纯相位调制液晶空间光调制器进行波前相位实时变换的方法,可将相干平面波变换成任意期望的波前。该方法采用由伪随机编码产生初始相位矩阵的相位恢复优化算法,从期望的远场衍射图形得到液晶空间光调制器所在衍射面的相位... 介绍了一种利用纯相位调制液晶空间光调制器进行波前相位实时变换的方法,可将相干平面波变换成任意期望的波前。该方法采用由伪随机编码产生初始相位矩阵的相位恢复优化算法,从期望的远场衍射图形得到液晶空间光调制器所在衍射面的相位分布,当单色相干平面波通过液晶空间光调制器时,利用液晶空间光调制器纯相位调制特性复现该相位分布,在远场产生期望的衍射图形。实验验证了上述波前实时变换的可行性。 展开更多

关键词 波前变换 液晶 空间光调制器 相位恢复优化算法 相位伪随机编码

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基于双光纤耦合的微深孔测量方法 被引量：12

16

作者 崔继文 谭久彬 刘洋 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期106-109,共4页

为了解决微深孔的精密测量问题,介绍了一种基于双光纤耦合原理的微深孔测量方法。该方法属于瞄准触发式测量方法,通过双光纤耦合器及显微物镜将光纤传感器触测头在微深孔内的微小位移量转变为CCD图像捕捉系统的横向位移量,利用图像空间... 为了解决微深孔的精密测量问题,介绍了一种基于双光纤耦合原理的微深孔测量方法。该方法属于瞄准触发式测量方法,通过双光纤耦合器及显微物镜将光纤传感器触测头在微深孔内的微小位移量转变为CCD图像捕捉系统的横向位移量,利用图像空间定位算法得到CCD上的光斑中心位置。由CCD上光斑能量中心位置与传感器触测点在空间位置的一一对应关系即可得出传感器触测头在孔内部与孔壁的接触状况,从而实现对被测孔测量时的高精度瞄准。光纤传感器瞄准后将发出信号给测量长装置,如双频激光干涉仪,以实现对微深孔的精密测量。最后运用该方法对直径为0.2mm、深2.0mm深盲孔的直径进行了测量,其测量结果的重复不确定度优于0.4μm。同时运用该方法对直径为0.3mm、深1.0mm的微深孔的圆柱度进行了测量。 展开更多

关键词 微深孔 双光纤耦合 反向传输 高精度瞄准

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扫描探针显微镜下微纳结构深度测量的校准方法（英文） 被引量：11

17

作者 刘俭 谷康 +4 位作者 李梦周 由小玉 刘辰光 王宇航 谭久彬 《计量学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期549-556,共8页

扫描探针显微镜(SPM)是微纳结构三维测量中的一项重要技术。然而,在测量过程中台阶或沟槽样品的边缘附近会出现不准确的轮廓,这就造成了深度测量的精度损失。为了避免深度测量的精度损失,分别建立了机械探针和光学探针的两个分析模型,... 扫描探针显微镜(SPM)是微纳结构三维测量中的一项重要技术。然而,在测量过程中台阶或沟槽样品的边缘附近会出现不准确的轮廓,这就造成了深度测量的精度损失。为了避免深度测量的精度损失,分别建立了机械探针和光学探针的两个分析模型,描述了不准确轮廓、样品深度和探针形状之间的耦合关系;在此基础上,提出了一种具有良好精度的深度测量标定方法。与现有的国际深度测量标准(W/3规则)进行比较,该方法提供了一个明确的边界来确定测量结果是否有效;此外,它还可以指导用户在执行测量之前选择适当的探针。 展开更多

关键词 计量学 深度测量 微纳结构 扫描探针显微镜

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面向高温的NTC温度检测系统设计优化及标定 被引量：8

18

作者 张元飞 樊绍巍 +1 位作者 刘宏 谭久彬 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期18-23,共6页

为利用负温度系数(NTC)热敏电阻实现定区间高温检测,提出一种基于期望相对温度跟踪控制策略的温度检测系统参数优化调整方法.利用NTC热敏电阻标称值,针对目标温度区间进行温度检测系统参数的初始优化设计;采用期望相对温度跟踪控制策略... 为利用负温度系数(NTC)热敏电阻实现定区间高温检测,提出一种基于期望相对温度跟踪控制策略的温度检测系统参数优化调整方法.利用NTC热敏电阻标称值,针对目标温度区间进行温度检测系统参数的初始优化设计;采用期望相对温度跟踪控制策略,确保该测温系统输出的稳态值分别处于上下边界附近;采用标准测温设备测量实际温度,并判断实测温度范围是否满足设计需求;如果不满足要求,计算与实际温度对应的NTC热敏电阻阻值,修订NTC参数,进而实现该温度检测系统的参数再调整;通过熔融沉积成型实验平台,进行了实验验证.实验结果表明,所提优化设计方法是有效的,实现了定区间高温检测系统优化设计,有利于提高温度检测系统的测量精度. 展开更多

关键词 熔融沉积成型 NTC热敏电阻 温度测量 优化设计 温度标定

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基于圆度评定方法的气浮轴系回转误差分析 被引量：5

19

作者 王雷 谭久彬 +1 位作者 黄景志 程陶 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期441-444,共4页

大型气浮轴系相对于机械轴承具有较高的回转运动精度,主要应用于超精密测量和机械加工设备的回转主轴,以提供高精度的回转运动。大型气浮轴系回转运动精度高,但对回转误差的测量手段和方法较少,针对这一问题,采用基于圆度评定的方法对... 大型气浮轴系相对于机械轴承具有较高的回转运动精度,主要应用于超精密测量和机械加工设备的回转主轴,以提供高精度的回转运动。大型气浮轴系回转运动精度高,但对回转误差的测量手段和方法较少,针对这一问题,采用基于圆度评定的方法对其分析,可以达到几十纳米的测量精度,满足了气浮轴系的精度要求。并且对偏心e和偏移d等参数对回转精度引起的误差进行了分析,通过数据分析发现:两种参数对气浮轴系回转精度的影响较大,偏移d对偏心e具有放大作用,所以得出:采用基于圆度评定方法的回转误差测量过程中还应该对这两项参数引入的误差进行分离,以保证对回转误差的更高精度的测量。 展开更多

关键词 静压气浮轴系 圆度 偏心 回转误差

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模糊控制与图像处理技术实现的聚焦方法 被引量：5

20

作者 崔继文 谭久彬 +1 位作者 敖磊 康文静 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期12-16,共5页

为提高图像测量系统的精度,提出了一种由模糊控制与图像处理技术实现的自动聚焦方法。通过线性拟合与同态滤波滤除噪声后,用改进的梯度平方函数作为聚焦评价函数,提高了聚焦灵敏度;运用模糊控制技术改换搜索方式,实现了实时自适应变步... 为提高图像测量系统的精度,提出了一种由模糊控制与图像处理技术实现的自动聚焦方法。通过线性拟合与同态滤波滤除噪声后,用改进的梯度平方函数作为聚焦评价函数,提高了聚焦灵敏度;运用模糊控制技术改换搜索方式,实现了实时自适应变步长搜索,保证系统快速准确聚焦。实验结果表明,该聚焦方法具有单峰性,响应快,鲁棒性强,在±100μm范围内自动搜索,定位时间小于2″,聚焦不确定度达±1μm。 展开更多

关键词 自聚焦 模糊控制 图像处理 评价函数

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