五连杆机构测量仪及其标定方法研究

《五连杆机构测量仪及其标定方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、社？錢文ＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ＿论文题目：五连杆机构测量仪及其标定方法研究：；：主文…ｉ指导教师：周一Ｉ．国内图书分类号：ＴＨ８９密级：公开国际图书分类号：６２西南交通大学研究生学位论文五连杆机构测量仪及其标定方法研究年级２０１２姓名李静年串请学位级别工学硕士专业精密仪器及机械指导教师周文祥研究员零一五年五月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：ＴＨ８９Ｕ：．Ｄ．Ｃ６２ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ”？；Ｍ

2、ａｓｔｅｒＤｅｒｅｅＴｈｅｓｉｓｇ．ｉ？．Ｓ－ｔｕｄｏｎｔｈｅＦｉｖｅｂａｒＭｅｃｈａｎｉｓｍＭｅａｓｕｒｉｎｙｇＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｎｄｉｔｓＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｓＧｒａｄｅ：２０１２Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＬｉＪｉｎｎｉａｎｇＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｒｅｅＡｌｉｅｄｆｏｒ：Ｍａｓｔｅｒｇｐｐ．＇－ｉ；Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ：ＰｒｅｃｉｓｉｏｎＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｎｄＭａｃｈｉｎｅｙＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＺｈｏｕＷｅｎｘｉａｎｐｇＭａｙ．２０１５

3、西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关、数据库进行检索，可以采用影印缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．保密□，在年解密后适用本授权书；２．不保密ｉ／使用本授权书。“’（请在以上方框内打十）学位论文作者签名－指导老师签名：＊、：２＾、Ｌ曰期：Ｓ、日期：Ｓ１西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声

4、明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：１、重新设计了五连杆机构测量仪的侧板，对测量域进行仿真。２、建立测量仪的误差模型，并进行参数误差灵敏度分析。３、釆用Ｆｏｕｒｉｅｒ级数拟合轮心坐标，用拟合曲线进行半径补偿。４、通过标定仿真试验，总结出误差模型的特点。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担

5、。学位论文作者签名：秀梅今曰期：７＾１．ｉ西南交通大学硕士研究生学位论文第Ｉ页摘要五连杆机构测量仪是用于测量平面曲线的并联机构，，，轻巧灵活重复精度高但参数标定困难是亟需解决的问题，。本文针对五连杆机构测量仪在误差分析与标定方面进行了如下研究。首先，分析了五连杆机构测量仪的机械结构，针对半径较小的地铁车轮，重新设计了测量仪。给出了测量仪的正逆解模型，并对测量仪的测量域进行优化仿真。其次，分析仪器的误差源，用Ｍａｔｌａｂ对误差进行仿真，结果表明，杆长误差和编码＿３器位置误差引起的测量误差为１０＿数量级，量化误差和编

6、码器（３６００线）零点位置误差引起的测量误差在±０．０３ｍｍ以内，同时量化误差存在整体趋势，可通过补偿半个脉冲来消除。采用闭环矢量链法推导出参数误差与末端坐标误差之间的传递函数，建立了测量仪的误差模型，并根据误差模型计算出末端位置关于各个参数误差的灵敏度系数。结果表明，编码器零点位置误差的灵敏度系数最高。然后，本文分析了测量轮半径补偿过程的原理以及传统半径补偿方法中的二点法。针对偏移和量化ＪＭ３样板标准曲线后得到的轮心坐标，釆用Ｆｏｕｒｉｅｒ级数拟合轮心坐标的方法对其进行半径补偿，补偿结果与二点法相比有明显改善，用拟合曲线导数补偿后

7、ｘ的误差在±３ｌ（ｒ％ｍ以内。最后，以建立的误差模型为基础，设定了四组标定仿真试验，每组试验分别以水平直线和竖直线为标定路径，建立标定模型，得出标定结果并计算标定后的测量误差。此四组试验分别为：１），不考虑量化误差２）３）考虑参数误差；考虑参数误差和量化误差；只考虑编码器零点位置误差与量化误差４）在试验２的基础上考虑在标定时将杆长误差；和编码器位置误差等效为编码器零点位置误差，并设计正交试验，避免特殊性。仿真结果表明，：当标定方程系数矩阵中含有所有参数分量时矩阵呈病态，微小的误差将引起方程解的大幅度改变；当系数矩阵中只含有编码器零点位置

8、误差分量时