基于 IMM 的大尺寸回转零件动态位置检测方法.pdf

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1、第31卷第3期计算机应用研究Vo1．3lNo．32014年3月ApplicationResearchofComputersMar．2014基于IMM的大尺寸回转零件动态位置检测方法术谷文韬，冯新，李洲洋，周少伟(西北x-,lk大学机电学院，西安710072)摘要：为了解决大尺寸回转零件动态位置不易准确测量或测量成本较高等问题，提出了一种大尺寸回转零件动态位置实时检测的新方法。该方法根据大尺寸回转零件实际运动规律，构建了匀速运动模型和“当前”统计模型，进而给出了基于两种运动模型的交互多模(interactingmultiplemodel，IMM

2、)算法。该方法将多个光栅传感器检测的动态位置信息分别通过IMM算法计算得到融合值，然后运用滤波误差协方差阵对各融合值进行最优加权估计。仿真表明，基于IMM算法和最优加权估计算法的动态位置检测方法具有较小的位置误差。将该方法应用于某型火箭整流罩卧式铆接设备空心轴转角定位系统进行工程验证，实测结果表明该方法具有较高的位置检测精度和稳健性。关键词：大尺寸回转零件；动态位置检测；交互多模算法；最优加权估计算法中图分类号：TP202+．2文献标志码：A文章编号：1001—3695(2014)03—780—04doi：10．3969／j．issn．100

3、1—3695．2014．03．034DynamicpositiondetectionmethodforlargerotarypartsbasedOilIMMGUWen—tao，FENGXin，LIZhou—yang，ZHOUShao—wei(SchoolofMechanicalEngineering，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072，China)Abstract：ItwasdifficulttomeasurethedynamicpositionMrlargerotarypartsa

4、ccuratelyandthecostofmeasurementwashigh．However，toavoidtheseproblems，accordingtothelawofactualmotionoflargerotarypans，thispaperpresentedano—ve1real—timedetectionmethod．whichbuiltconstantvelocitymodeland“current”statisticalmode1．andthenestablishedin—teractingmultiplemodel(1M

5、M)algorithmbasedonthetwomodels．Evmydynamicpositionvariabledetectedbymulti—gratingsensorswascomputedbytheIMMalgorithmtogetthefinalfusionvalue．andthefinalfusionvalueswereweightedestimatedbyusingfilteringerrorcovarianeematrix．ThemethodbasedonIMMalgorithmandoptimalweightedestim

6、ationalgorithmhadasmallpositionerror，whichwasdemonstratedbyMonteCarlosimulation．Andthemethodwasalsousedtomeasuretheangu—larpositionofthehollowshaftofarocketfairinghorizontalrivetingapparatus．Theexperimentalresultshowsthatthemethodhasahighpositiondetectionaccuracyandrobustne

7、ss．Keywords：largerotaryparts；dynamicpositiondetection；IMMalgorithm；optimalweightedestimationalgorithm四边形梁式弹性体和双频激光干涉测角仪组合的方式来检测0引言动态转角位置，但该方法为避免系统振荡产生测量误差，对平行四边形梁式弹性体的材质、刚度以及安装方式要求较为严在航空、航天、船舶、核工业等一些极端制造领域需要用到格。此外，若弹性体安装在卧式转台，其受力将不对称，文中并大尺寸回转零件对产品进行生产加工，大尺寸回转零件的精确没有提出与之相应的解

8、决方法。另外，这类激光测量设备必须定位是保证产品生产质量的关键因素，因此针对这类工程问题需要提出与之相适应的动态位置检测技术。考虑光源被遮挡，大气温度、压力以及气流