二维直线运动平台几何误差建模与数字化分析

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机载二维干涉仪测向误差分析

机载二维干涉仪测向误差分析
中 图分 类 号 : N9 T 5 文献标识码 : A
Er o a y i f Di e to n i g f rAi b r e r r An l ss o r c i n Fi d n o r o n
Two. m e i n Pha e I t r e o e e . Di nso s n e f r m tr
机 载 二维 干 涉仪 测 向误 差分 析
毛 虎 , 建 波 , 宏坤 杨 邱
10 2 ) 3 0 2
( 军航空大 学 , 春 空 长

要: 以相 位 干 涉 仪 测 向原 理 为 基 础 , 机 载 二 维 干 涉 仪 测 向误 差 产 生 原 因 进 行 了详 细 的 阐 述 。分 析 了 内部 噪 声 造 成 对
的 相 位 测 量 误 差 和 载 机 倾斜 造 成 的基 线 位 置 变 化 对 测 向结 果 的影 响 。 虑 电 波传 输 的 多径 效 应 , 讨 了二 径 信 道 和 Ri 信 道 考 探 c e 下 的 测 向误 差 。针 对仿 真结 果 中各 类 误 差 的变 化 规 律 , 揖 具 体 改 进 思 路 和 解 决 方 法 。 关键词 : 相位 干 涉 仪 , 向误 差 , 测 多径 效 应
引 言
干 涉 仪测 向具 有 适用 天 线 阵列 形式 多样 、 向 测 精 度高 、 算法 简单 等优点 , 电子 战 中应 用最 为广 泛 是 的测 向体制 。虽然 近 2 O年来发 展 的阵列测 向 , 测 其
由于 干涉 仪 测 向要 用 到 相位 差 、 率和 基线 长 频
度 等 参数 信息 , 向结果 不 可避 免 的要受 到参数 测 测 量 误 差 的影 响E6, 外 , s]另 - 信号 在 传输 过 程 中的多 径

双轴转台几何误差数学建模与解耦研究

双轴转台几何误差数学建模与解耦研究

坐标 系之 问 的角度 误差 , A轴综 合误 差在 机床 坐标
系的 z 平面内各项几何误差之间的耦合关 系如 图 肼
6所示 。
i t 3 双轴转 台 l t ' 平面几何误 差示意 图
r M JI
9O。
y A \









●●
1 双轴转 台几何误差
以我公 司 自主研发 的配 置双 轴转 台的 门式五 轴加
工中心为例 , 如图 1 所示 , 双轴转 台包括 围绕 Z轴旋
转 的 c轴 以及 围绕 轴摆 动 的 4轴 , 与 A轴 的联 C轴
动 可 以带动工 件 实现复 杂 曲面加 工 。门式 五轴加 工 中
图 1 配 置双轴转 台的门式五轴加 工中心示意图
Dia C end嗍『设计与研究 S nR n g
双 轴 转 台 几何 误 差 数 学 建 模 与解 耦 研 究
高秀峰 刘春 时 李 焱 林 剑峰
( 阳机 床 ( 团) 沈 集 设计研 究院有 限公 司 , 宁 沈 阳 104 ) 辽 1 12 摘 要 : 过雷 尼绍激 光干 涉仪 与 R 0回转基 准 分 度器 对 A轴 与 C轴 的定 位误 差 进 行检 测 与 补偿 , 通 X1 使得
0 、0 、8 。 20 时球 杆 仪 的 测量 值 减 去 球 杆 仪 测 。9 。 10与 7 。 量球 杆 的理论 长 度 尺, 可 以得 到 位 于机 床 坐 标 系 下 便 的 方 向与 方 向 c轴综 合 误 差 L 、 。£ 与 。L 、
Lv1 。 c8 0
误差 , 因此 , 可以借助 A轴定位误差检测与补偿加 O / 以解决 。同理 , 可以借助 C轴定位误差检测与补偿

数控工作台直线运动单元控制系统的建模与仿真分析2资料讲解

数控工作台直线运动单元控制系统的建模与仿真分析2资料讲解

《机电控制工程》数控工作台直线运动单元控制系统建模与仿真分析学号姓名:班级:指导老师:日期:一、题目介绍1.实践题目数控工作台单自由度直线运动单元速度开闭环控制系统建模与仿真分析2.实践目的1)、结合自动控制原理,掌握机电控制系统建模、仿真分析方法和技能;2)、学习使用MATLAB软件Simulink工具箱构建控制系统的数学模型,绘制时域、频域曲线;3.实践任务1)建立如图(1)所示的数控工作台的直线运动单元速度控制系统数学模型,以给定电压为输入、以实际丝杠转速为输出,求出系统开环传递函数;参考给定的相关数据表1,确定关键参数,进行相应简化处理后进行MATLAB/Simulink仿真分析,分析结构参数对系统性能的影响,并判断稳定性;比较matlab仿真分析结果与直线运动单元的实际运行结果,进行模型验证。

2)建立如图(2)所示的数控工作台直线运动单元的速度闭环的数学模型,以给定电机转速为输入、以实际电机轴转速为输出,求出系统闭环传递函数;参考给定的相关数据表1,确定关键参数,进行相应简化处理后进行MATLAB仿真分析,分析结构参数对系统性能的影响,并判断稳定性;比较matlab仿真分析结果与直线运动单元的实际运行结果,进行模型验证。

给定电压指令+U a A pm>工作台DC电机图(1)速度开环系统令+V a K a给定速度指Vc>Ua﹣Vg工作台DC电机图(2)速度闭环系统表1工作台及电机参数额定电压齿轮减速比电机电阻电机电感丝杠导程丝杠直径丝杠长度24V11.18欧1.37mH5mm14mm360mm反电动势常数电压放大Apm转矩常数电机转子转动惯量等效阻尼系数(参考)速度放大增益Kw丝杠密度0.0802v/rpm2.40.08048Nm/A0.9⨯104k g⋅m20.0015暂取207.8g/cm3工作台质量块质量15kg4.实验步骤(1)分别就图(1)与图(2)两个系统按建模步骤写出建模过程;(2)画出动态结构图;(3)图(1)以给定电压为输入、以实际丝杠转速为输出,求出系统开环传递函数;(4)图(2)以给定电机转速为输入、以实际电机轴转速为输出,求出系统闭环传递函数;(5)采用MATLAB对速度控制系统进行仿真分析,包括时域和频域分析,分析结构参数对系统性能的影响,并判断稳定性;(6)比较matlab仿真与XY工作台的实际运行效果,验证模型。

二级直线倒立摆系统建模、仿真与实物控制的开题报告

二级直线倒立摆系统建模、仿真与实物控制的开题报告

二级直线倒立摆系统建模、仿真与实物控制的开题报告一、选题背景及意义直线倒立摆系统是一种应用广泛的控制系统,它具有复杂的非线性特性,因此对其建模、控制和仿真都具有一定的挑战性。

直线倒立摆系统广泛应用于自动驾驶、飞行器、医疗器械等领域。

本文将研究二级直线倒立摆系统的建模、仿真与实物控制,以提高对该系统的理解和掌握。

通过实验控制实际系统,验证仿真模型的正确性并提高控制策略的可靠性与性能。

二、研究内容1.二级直线倒立摆系统的建模研究系统的动力学特性,建立数学模型,包括机械、电子等方面的模型,并给出系统的描述方程。

2.仿真系统的设计与实现通过MATLAB或Simulink等工具,根据系统的动力学模型进行仿真,分析系统的动态特性,验证模型的正确性。

3.实物系统的设计与实现根据建模结果,设计实物系统,包括硬件和软件,搭建实验环境,并选取合适的控制器,使用反馈控制算法对实验数据进行处理。

4.实物控制系统的测试与优化将实验得到的数据进行分析、处理和优化,比较实物系统和仿真系统的差异并给出改进方案,从而提高系统的动态响应特性和控制性能。

三、研究方法及预期结果本文将采用系统分析、数学建模、仿真分析、控制器设计和优化等方法,通过建模、仿真、实物控制等多个方面去了解直线倒立摆系统。

预期结果是建立二级直线倒立摆系统的模型,完成仿真和实验的设计与实现,控制系统实现稳定的控制策略,并得出实物系统和仿真系统的控制性能优化方案。

四、进度安排第一阶段:文献综述和理论研究,研究直线倒立摆控制系统的基本原理和方法。

(2周)第二阶段:根据文献进行仿真研究,建立稳定的仿真模型。

(2周)第三阶段:设计实物控制系统,搭建实验环境。

(2周)第四阶段:实现控制系统与优化,得出实验数据并进行分析和优化,提高系统的控制性能。

(2周)第五阶段:撰写论文和答辩。

(4周)五、预期成果本文通过对二级直线倒立摆系统的建模、仿真和实物控制的研究,完成了对系统的深入理解和掌握,得出了系统的优化控制方案。

二维工作台三维角度误差检测及补偿系统研制的开题报告

二维工作台三维角度误差检测及补偿系统研制的开题报告

二维工作台三维角度误差检测及补偿系统研制的开题报告一、研究背景和意义在机械加工过程中,工件质量的好坏与机床精度密切相关。

而工具机的加工精度不仅受到机床自身制造精度和刚度的限制,还受到安装、调试、使用等因素的影响。

其中,二维工作台的定位误差和姿态误差对加工精度的影响尤为显著。

在传统的机床校准方法中,通常采用三坐标测量仪对机床进行校准,校准过程中需要多次移动工作台并进行测量,费时费力且存在误差。

因此,开发一种能够在加工过程中实时检测并校准二维工作台姿态误差的方法显得尤为必要。

本研究将采用视觉测量技术,设计一个二维工作台三维角度误差检测及补偿系统,通过图像处理和计算,实时测量工作台的偏移量和姿态角,进而实现误差补偿,提高加工精度和效率。

二、研究内容和目标本研究将重点研究二维工作台三维角度误差检测及补偿系统的实现方法和技术路线。

具体研究内容包括:1.设计工作台三维角度误差检测系统的硬件和软件系统,包括相机、投影仪、图像处理模块等。

2.开发基于视觉测量技术的工作台三维角度误差检测算法,并实现实时测量和姿态角计算。

3.基于误差模型,分析误差产生机理,探究误差补偿方法,并设计误差补偿系统。

4.进行实验验证,验证二维工作台三维角度误差检测及补偿系统的可行性和实用性。

本研究的目标是实现二维工作台三维角度误差的实时检测和补偿,提高工作台的加工精度和效率,为制造业提供高效、精准的加工技术支持。

三、研究方法和技术方案1.硬件设计本研究将采用相机、投影仪、图像处理模块等硬件设备。

相机用于捕捉工作台上的标志点图案,将图案信息传输至图像处理模块进行处理;投影仪用于在工作台上投影标志点图案,以便相机采集图案信息。

2.算法设计本研究将采用基于视觉测量技术的工作台三维角度误差检测算法。

具体流程如下:(1)在工作台上粘贴标志点图案,使用投影仪将标志点图案投影在工作台上。

(2)使用相机捕捉工作台上的标志点图案,并进行图像处理,提取标志点图案中的特征点。

几何误差评定和检测原则阅读报告

几何误差评定和检测原则阅读报告

几何误差评定和检测原则阅读报告在制造和测量过程中,几何误差是不可避免的。

几何误差是指由于制造或测量过程中的偏差而导致的工件形状、位置或运动参数与理想状态之间的差异。

因此,准确评定和检测几何误差对于保证制造和测量的精度至关重要。

本文将介绍几何误差评定和检测的原则和方法。

几何误差评定的原则是根据工件的设计要求和功能需求来确定评定标准。

评定标准应该能够描述出工件的形状、位置和运动参数与理想状态之间的差异,并且能够与设计和功能要求相匹配。

评定标准可以是一组规范、标准或图表,也可以是一组数值或公式。

评定标准应该尽可能地简洁明了,以便于操作人员理解和应用。

几何误差检测的原则是根据评定标准来选择合适的检测方法和设备。

检测方法可以分为直接测量和间接测量两种。

直接测量是指直接对工件进行测量,如使用千分尺、游标卡尺等工具进行长度、角度等参数的测量。

间接测量是指通过测量工件的特征量,如曲率半径、直线度、平面度等,来推断工件的几何误差。

间接测量通常需要使用专用设备,如三坐标测量机、激光测量仪等。

几何误差的检测方法还包括静态和动态两种。

静态检测是指对工件在静止状态下的几何误差进行测量,如工件的形状、位置和尺寸等。

动态检测是指对工件在运动状态下的几何误差进行测量,如工件在运动过程中的振动、变形等。

静态检测通常可以通过直接测量和间接测量来完成,而动态检测则需要使用高速摄像机等专用设备进行。

几何误差的检测还需要考虑测量的精度和可靠性。

测量的精度是指测量结果的准确程度,通常通过测量误差来表示。

测量的可靠性是指测量结果的稳定性和重复性,通常通过重复测量来验证。

为了提高测量的精度和可靠性,可以采取以下措施:选择合适的测量方法和设备、提高操作人员的技术水平、进行校准和验证等。

在几何误差评定和检测过程中,还需要注意数据的处理和分析。

数据的处理包括数据采集、数据存储和数据处理等。

数据的分析包括数据的统计分析、数据的比较和数据的可视化等。

通过数据的处理和分析,可以获取几何误差的统计特征、误差来源和改进措施等信息,为制造和测量的改进提供依据。

几何量测量误差的分析及处理

几何量测量误差的分析及处理

几何量测量误差的分析及处理摘要:随着我国社会的不断发展,国家对于几何量测量误差问题给予了高度关注。

在任何测量过程中只有不断提高其测量的精准性,才能够使测量结果的使用价值得到显著的提升。

同时要对测量仪器设备的使用情况进行全面的分析,并且要尽量研究出更多先进的测量仪器设备,对于所使用的测量方法要进行全面分析,避免带来不必要的测量误差。

在针对误差进行处理的过程中,通过减少误差可以获得更加准确的结果,进而满足后期检测的实际需求,基于此,本文则通过分析误差的来源以及误差的分类,探究误差的处理方法。

关键词:几何量测量误差分析处理引言:在针对零件进行测量的过程中,需要对其几何量进行全面分析,并且判断零件是否合格。

在测量过程中出现测量误差的主要原因是测量仪器设备的精准度不高,以及在测量过程中没有严格按照规范的标准进行,同时其所选择测量方法的可靠性也和测量误差具有密切的关系。

但是在实际测量过程中测量误差不可避免,通过采取合理的措施,可以有效的减少测量误差,进而能够提高零件的检测准确性。

一、测量误差来源分析通过对几何量测量误差进行全面分析,发现测量误差的来源主要有以下几点,首先测量仪器设备可能会存在一定的误差,一般测量仪器设备在生产制作的过程中,均对误差现象采取了相应的规避措施,但是因为在实际生产环节中可能会无法对其精准度进行全面的控制,进而导致得出的测量结果和实际结果之间存在一定的误差。

因为仪器设备导致的测量误差,主要体现在测量的重复性以及测量误差的总和反应上,所以在实际测量过程中,为了减小误差,可以通过使用更换仪器设备对同一个几何量进行测量的方式降低误差造成的影响,同时在针对测量仪器设备进行制造的过程中,还可以通过不断净化其相应的结构,进而提高其测量的准确性,由于部分测量仪器设备的生产厂家为了降低生产成本,经常会通过简化结构的方式节约成本,这种方式可能会导致实际测量值的近似性相对较强并且产生较大的测量误差。

其次测量方法也会造成一定的测量误差,在测量方法应用的过程中,必须要选择合理的测量方法,并且要选择合理的仪器设备,对于不同体积的零部件来说,其相关数据的差异性就有较大的区别,所以对于不同大小的零部件,必须要采取针对性的测量方法,方法误差主要是指在实际测量过程中选择的方法不合理,或者使用的计算公式不准确等均会影响整体的测量效果,同时在测量仪器设备安装和定位的过程中,如果出现了不正确的现象,同样会引起误差[1]。

二维运动图像解析(SIMI)

二维运动图像解析(SIMI)

平面运动图象解析步骤打开程序:双击simi motion/creat a new project/create and save—选择你要保存的位置-save平面图像解析的步骤:一、建模(creating a sepcification)二、坐标换算(calibrating the camera)三、打点(获取象坐标,capturing the image coordinates)四、数值计算(calculating the scaled 2-D coordinates)五、数据输出(presenting the data)一、建模(creating a sepcification)建模的目的就是把人体简化为多刚体模型,通过选择相应的关节点并对关节点进行连线,从而形成人体棍图模型。

建模块包括2项内容:A.编辑坐标点(edit points);B.连接坐标点(connections)A.编辑坐标点:操作:Specification-points-(左键按住拖拽至右边黑色区域,或者在上单击右键-edit)a.把左侧的predefined栏中已设置的点拖拽到右边的uesed points栏中b.对选择后的坐标点的名称和颜色进行编辑:在所选坐标点上右击-property,进行编辑c.编辑软件中未设置的关节点:在uesed points栏里的空隙处点击右键,选择add添加新的关节点,并编辑坐标点B.连接坐标点:两个坐标点连接就会形成一个人体的环节,程序有默认的常规的环节的连线,如大腿是髋关节点与膝关节点的连线。

出于分析的需要,需要在某些关节点之间建立连线,此时需要我们添加新的连接,方法如下:操作:将左键按住拖拽到右边的灰色区域(或者在其上右击后选择edit)New connections—编辑连接名(例如头-脚跟)—选择起始点(starting point)--line to –结束点/apply如果需要在单个点的周围划圈,则只需要选circle with radius,确定圆圈大小即可。

数学建模中的常见误差分析和解决方法

数学建模中的常见误差分析和解决方法

数学建模中的常见误差分析和解决方法数学建模是一种将实际问题抽象化为数学模型的方法,通过数学模型来描述和解决现实问题。

然而,在数学建模过程中,常常会遇到各种误差,这些误差可能会对模型的准确性和可靠性产生影响。

因此,对于数学建模中的常见误差进行分析并提出解决方法,是提高模型质量的关键。

首先,我们来讨论数学建模中常见的数据误差。

在实际问题中,收集到的数据往往存在着误差,例如测量误差、观测误差等。

为了减小这些误差对模型的影响,我们可以采取一些方法来处理数据。

一种常见的方法是重复测量或观测,然后取平均值。

通过多次测量或观测,可以减小随机误差的影响,得到更加准确的数据。

此外,还可以使用合适的数据处理技术,例如滤波、插值等,来降低数据误差。

其次,数学建模中还会遇到模型误差。

模型误差是指由于建模过程中对实际问题的简化和假设,导致模型与实际情况存在差异的情况。

为了减小模型误差,我们可以采取以下措施。

首先,要对实际问题进行充分的了解和研究,尽可能准确地描述问题的本质和特征。

其次,要选择合适的数学模型,确保模型能够较好地描述实际问题。

在建立模型时,还可以引入修正项或校正系数,以提高模型的准确性。

此外,还可以利用数值计算方法,例如数值积分、数值求解等,来近似求解模型,以减小模型误差。

另外,数学建模中还会面临参数误差的问题。

参数误差是指模型中所使用的参数值与实际情况存在差异的情况。

为了解决参数误差,我们可以采取以下策略。

首先,要尽可能准确地确定参数值,可以通过实验、观测或文献调研等方式来获取参数值。

其次,可以进行参数敏感性分析,即通过改变参数值,观察模型输出结果的变化情况,以评估参数对模型的影响程度。

进一步,可以采用参数优化方法,例如最小二乘法、遗传算法等,来寻找最优参数值,以提高模型的准确性和可靠性。

最后,数学建模中还需要考虑到数值计算误差。

数值计算误差是指在数值计算过程中引入的误差,例如截断误差和舍入误差等。

为了减小数值计算误差,我们可以采取以下措施。

双驱二维工作台的几何误差建模与补偿方法

双驱二维工作台的几何误差建模与补偿方法

第6期(总第223期)2020年12月机械工程与自动化MECHANICAL ENGINEERING & AUTOMATIONNo.6Dec.文章编号:1672 6413(2020)06 0001 04櫜双驱二维工作台的几何误差建模与补偿方法左 厅,王国冰,李 凯,高 迪,黄江涛,张帅华(广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院,广东 广州 511434)摘要:利用多体系统理论和齐次坐标变换法建立了双电机同步驱动的二维工作台几何误差模型。

基于倍福自动化控制系统,针对进给方向上的定位误差提出了一种适用于双驱二维工作台的虚拟轴 电子凸轮误差补偿方法。

以激光干涉仪为工具测量了相关的几何误差,对测量结果进行了拟合,在此基础上进行了误差补偿实验,验证了几何误差模型以及所提出的误差补偿方法较为准确、有效。

关键词:双电机驱动;二维工作台;几何误差;误差补偿;建模中图分类号:TH161+.24∶TP23 文献标识码:櫜A国家自然科学基金资助项目(51675393)收稿日期:2020 10 12;修订日期:2020 10 30作者简介:左厅(1994),男,湖北汉川人,硕士,研究方向:精密数控装备及智能制造。

0 引言为了达到更高的精度和动态性能,双电机驱动技术越来越多地应用在数控装备的进给系统中,其基本概念为驱动力与合外力通过工作台的重心,且没有外部扭转力矩影响[1]。

国内外学者多结合现代控制理论,引入各种控制方法如自适应控制、模糊控制[2 4]等来协调两轴间的运动性能,提高其精度。

文献[5]利用虚拟轴控制策略,将各从轴的驱动力矩反馈至虚拟轴前向通道中,使得从轴产生的运动变化能够反馈到主轴上。

在众多的误差影响因素中,几何误差是限制机床加工精度的主要因素之一。

文献[6]利用压电陶瓷和柔性铰链设计出一种补偿机构,利用软件调整补偿机构的输入电压,从而实现对工作台的误差补偿。

文献[7 8]建立了五轴数控机床的误差模型,通过修改NC代码来实现误差补偿,并开发出相应的补偿软件。

基于数字式二维自准直仪的转台角位置误差校准时的影响因素分析

基于数字式二维自准直仪的转台角位置误差校准时的影响因素分析

重 要 环节

SM
R)

激 光 跟 踪 仪 发 射 的 激光 经


标反 射镜返 回 到


激 光 跟踪 仪



标 反 射 镜跟 随转 台 转 动 时



HJ

仪 可 跟 随 进 行连 续 测 量


测 量得到 的 数据经过拟 合计


前转 台 角 位 置 误 差 校 准 的 主 要 方 法 有


影响 因 素

中 图 分类号
T B9 2 2 文
献标 识 码
A 文 章 编 号

6 7 4


79 5

20







00 2 0

03


言 体 来 进 行 测 量


测 量 方法 同


准 直 仪法类 似

转台是 位置

种 专 用 测 试设备



备有

二 等 或三 等 正

23
面棱 体


分 辨力 不 低 于



的 在 塔 差
则会 出现转 台 转 动 中

棱 体 工作面 没有 办

自 准 直仪
以 及 配 套 的 工 装 等 法 反 射


准直 仪 发 出 的 平 行 光

二维直线电机实时轮廓误差估计及无模型控制

二维直线电机实时轮廓误差估计及无模型控制

电气传动2020年第50卷第12期Abstract:Aiming at the problem that contour error of two-dimensional linear motor is susceptible to tracking error and complex system is difficult to control ,an improved cross-coupled control (CCC )strategy combining real-time contour error estimation (CEE )and model-free adaptive control (MFAC )was proposed.Real-time CEE is based on the current actual position information and coordinate transformation idea.It can accurately determine the contour error point of regular contour ,get the true value of contour error ,and avoid the influence of tracking error.Moreover ,for single-axis error control ,an MFAC algorithm was designed according to the input and output data of the system ,which avoids the dependence on accurate mathematical model.The simulation and experimental results show that the proposed method improves the contour accuracy of the system ,reduces the control difficulty ,and verifies the correctness and effectiveness of the proposed method.Key words:real-time contour error estimation ;model-free adaptive control ;cross-coupled control ;contour accuracy ;two-dimensional linear motor基金项目:国家自然科学基金(61833001,61433002);北京市自然科学基金(4142017)作者简介:张宝林(1994—),男,硕士研究生,Email :摘要:针对二维直线电机轮廓误差易受跟踪误差影响和复杂系统不易控制的问题,提出一种实时轮廓误差估计(CEE )和无模型自适应控制(MFAC )相结合的改进交叉耦合控制(CCC )策略。

数学与运动运动问题中的数学建模与分析

数学与运动运动问题中的数学建模与分析

数学与运动运动问题中的数学建模与分析数学与运动:运动问题中的数学建模与分析运动是人类生活中不可或缺的一部分,而数学作为自然科学的重要组成部分之一,与运动问题息息相关。

数学建模是通过数学方法将现实问题进行抽象和数学描述的过程,而运动问题的分析则是基于数学建模的结果,对具体的运动情况进行分析和求解。

本文将介绍数学建模在运动问题中的应用以及分析方法。

一、运动问题的数学建模运动问题主要包括运动轨迹、速度、加速度和位移等相关内容。

通过数学建模,我们可以将运动问题的实际情况转化为数学模型,并通过求解这些模型来揭示其中的规律。

常见的运动问题包括抛体运动、圆周运动、直线运动等。

以抛体运动为例,假设一个物体在空中自由落体,那么在不考虑阻力和空气摩擦的情况下,该物体的运动轨迹可以用抛物线表示。

我们可以通过数学建模,使用一元二次函数来描述该抛物线的运动规律。

其中,抛物线的顶点表示物体的最高点,抛物线的参数则表示物体的速度和方向。

对于圆周运动来说,我们可以使用三角函数来描述物体在圆周上的运动情况。

通过对圆周的半径、速度和时间的关系进行数学建模,我们可以求解出物体的加速度和位移等相关信息。

二、运动问题的分析方法对于已经建立好的数学模型,我们可以通过分析方法来求解其中的未知量,以获得关于运动问题更深入的认识。

1. 微积分分析微积分是研究变化率和积分的数学学科,对于运动问题的分析非常重要。

通过对位移、速度和加速度等运动量的微分和积分运算,我们可以得到相应的关系式,进而求解出物体的运动规律和特性。

2. 向量分析向量分析是研究向量和其运算的数学学科,对于运动问题的分析也具有重要的作用。

在直线运动和圆周运动中,物体的位移、速度和加速度等都可以使用向量来表示。

通过对向量的线性运算、求导和积分等操作,我们可以得到物体运动的具体特征。

3. 力学分析力学是研究物体运动和受力关系的学科,对于运动问题的分析是基础和重要的手段。

通过运用牛顿力学的基本定律和运动学的知识,我们可以分析物体所受的力和其对应的运动情况,进而求解出物体的具体运动轨迹和运动参数。

CAD模型精度调整与误差分析的技巧与方法

CAD模型精度调整与误差分析的技巧与方法

CAD模型精度调整与误差分析的技巧与方法在使用CAD软件进行建模设计时,经常会遇到需要调整模型精度以及进行误差分析的情况。

本文将介绍一些相关的技巧和方法,帮助读者更好地处理模型精度和误差问题。

1. 模型精度调整为了使CAD模型更加精确,我们可以采取以下方法进行调整:1.1 增加细分数或步长:在进行建模操作时,可以增加细分数或步长来增加模型的精度。

这可以通过调整软件设置中的相应参数来实现。

增加细分数或步长将使模型更加细致,但也会增加计算和绘制的时间。

1.2 使用辅助几何体:有时候,模型的某些部分可能无法按照预期进行建模。

这时,可以使用辅助几何体来辅助建模。

比如,可以先建立一个辅助平面或曲线来作为参考,再在其基础上进行建模,这样可以更好地控制模型的精度。

1.3 使用约束和尺寸限制:为了增加模型的精度,可以使用约束和尺寸限制来确保模型的几何形状和尺寸符合要求。

例如,可以使用水平、垂直、对称、等距等约束来确保模型的几何关系和形状。

2. 误差分析对于已经建立的CAD模型,我们需要进行误差分析来评估其精确度和质量。

以下是一些常见的误差分析方法:2.1 尺寸误差分析:通过对模型中的尺寸进行测量和对比,可以评估模型与实际要求的尺寸之间的差距。

可以使用CAD软件中的测量工具来获取尺寸数据,并与设计要求进行比较。

2.2 几何拟合误差分析:对于复杂的CAD模型,可以使用几何拟合算法来评估其与实际要求的几何形状之间的差距。

几何拟合算法可以计算出模型表面与理论曲面之间的最小距离,从而评估模型的几何形状误差。

2.3 运动仿真误差分析:对于需要进行运动仿真的CAD模型,可以通过仿真工具来评估其运动性能和误差。

运动仿真可以模拟模型在现实环境中的运动,从而评估模型的运动误差和性能。

以上是CAD模型精度调整和误差分析的一些技巧和方法。

通过合理运用这些技巧和方法,我们可以更好地处理模型精度和误差问题,提高CAD设计的质量和准确性。

二维平面图在整体项目信息时存在误差

二维平面图在整体项目信息时存在误差

二维平面图在整体项目信息时存在误差
在BIM的设计中,各种结构的设计师往往并非同一个人,更有甚者甚至不是一个设计院设计的。

二维平面图在传递项目信息时存在误差,这就导致结构与结构之间可能会存在一些碰撞的问题。

这些碰撞问题可能是实际的硬碰撞,也可能是由于间距影响工作面的软碰撞。

在处理碰撞的问题时,BIM工程师分别搭建了不同结构的模型,在BIM平台上进行多模型的整合,通过施工漫游及碰撞检查,分析结构间的碰撞点,并将碰撞点整理成报告提供给项目部,反馈给设计及时解决问题。

这就是一个简要的碰撞的流程。

碰撞检测问题是BIM应用的技术难点,碰撞检测也是BIM技术应用初期最易实现、最直观、最易产生价值的功能之一。

利用软件将二维图纸转换成三维模型的过程,不但是个校正的过程,解决漏和缺的问题,实际上是模拟施工的过程,在图纸中隐藏的空间问题可以轻易的暴露出来,解决错和碰的问题。

这样的一个精细化的设计过程,能够提高设计质量,减少设计人现场服务的时间。

碰撞检查则是利用BIM技术消除变更与返工的一项主要工作。

工程中实体相交定义为碰撞,实体间的距离小于设定公差,影响施工或不能满足特定要求也定义为碰撞,为区别二者分别命名为硬碰撞和间隙碰撞。

第7章 二维几何建模方法

第7章 二维几何建模方法

3、C交叉窗口方式 该方式选中完全和部分在窗口内的所有实体。在出 现“选择对象:”提示时,先给出窗口右角点,再给 出窗口左角点,完全和部分处于窗口内所有实体变成 虚像显示即被选中。
说明:按下【shift】键,然后用鼠标点选,可以 删除已选中的实体。
二、常用编辑命令
1、删除对象
启用删除命令的方法有如下几种: ◆命令行输入 Erase 。
a 0 0 xv , yv ,1 x w , y w ,1 0 c 0 b d 1
写成矩阵形式:
结论
1)视区不变,窗口缩小或放大时,显示的图形相应放大或缩小 ;
w3
视区
w1
w2
视区不变、窗口缩小,图形放大
2)窗口不变,视区缩小或放图形有伸缩变化; 4)窗口与视区大小相同、坐标原点也相同时,显示的图形不变
绘图命令是用于生成图形元素的命令,常用的绘
图命令都放在“绘图”工具栏中,如图
1、直线命令(Line) 1)功能:画直线 2)输入命令: ◆从工具栏中单击:“直线”图标按钮 ◆ 从下拉菜单选取:【绘图】 【直线】
◆ 在命令行输入:L
3)命令操作:
2、矩形(Rectangle) 1)功能:通过指定两个对角点绘制矩形 2)输入命令: ◆从工具栏中单击:“矩形”图标按钮 ◆ 从下拉菜单选取:【绘图】 【矩形】 ◆ 在命令行输入:Rec 3)命令操作: 3、圆(Circle) 1)功能:绘制圆 2)输入命令: ◆从工具栏中单击:“圆”图标按钮 ◆ 从下拉菜单选取:【绘图】 【圆】 ◆ 在命令行输入:C 3)命令操作:
一、选择对象
执行编辑修改命令时,应先选择被编辑、修改对象。 AutoCAD中选择对象的方式有多种,其中常用的有以下几种: 1、直接点取方式 该方式一次只选一个实体。在出现 “选择对象:”提示时, 直接移动鼠标,让对象拾取框 “ ” 移到所选择的实体上并 单击鼠标左键,该实体变成虚像即被选中。
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运动平台逐渐成为更多学者的研究热点。与机床类似 ,二维直线 2 二维运动平 台几何误差建模
运动平 台在运动过程中 ,由于各部件 的制造和安装误差等原因 , 2.1 二维 运动平 台几何误 差
会产生各种平动误差和转动误差等,这些误差会影 响二维运动平
假定运 动体做 刚体运动 ,有六个 自由度 ,即三个平动 自由
示 出应用价值 ,例如 电子元件的封装就是二维直线运动平 台的重 轨的平面度 、垂直度公差提出要求。从而在物理样机制造出之前对 要应用领域 之一 。而随着技术的进步 ,对二维运动平台精度和速 设计方案的误差量值做 出预评估 ,提前发现设计缺陷或错误 ,并做
度 、加速度的要求也越来越高 ,研发具有高速高精度 的二维直线 出及时有效的调整 ,提前发现设计缺陷或错误,提高设计效率 。
摘 要 :针 对二维直线运动平 台的定位精度受到绕 、y、z三个方向转动产生的角位移误差和沿着这三个方向的线位移 误差的影响 。采 用一种基 于三维模 型的数字化 方法对这 些几何误 差进行分析 。通过参考坐标 系和 齐次变换矩阵建立二维 直线运动平台几何误差运动学模型 ,并基于误 差模型对运动平台的各项几何误 差进行分配、计算和合成。基 于以上误差 分 配原则对运动平台使 用的导轨提 出形位公差要 求。通过上述工作,在虚拟样机设计阶段能对所设计 结构几何误差进行 预测 ,为后 续精 密运动的设计提供 可靠的参考 。 关 键 词 :数 字化 ;直 线 运 动平 台 ;几 何 误差 ;形位 公 差 中图分类号 :TH16 文献标识码 :A 文章编号 :1001—3997(2018)02—0160—04
160
机 械 设 计 与 制 造
2018年 2 月
二 维直线运动 平 台几何误 差建模 与数 字化 分析
王斐然 ,一,廖有用 ,罗 均 ,陈进华
(1.上海大学 机 电工程与 自动化学 院,上海 200072; 2.中国科学 院宁波材料技术与工程研究所 浙江省机器人与智能制造装备技术重点实验室 ,浙江 宁波 315201)
M ater ials Technology and Engineering, Chinese Academy of Sciences.Laboratory of Robotics and Intelligent M anufacturing
Equipment Technology ofZhejiang Province,Zhejiang Ningbo 315201,China)
型中的尺寸数据对二维运动平 台的各项 几.何误差进行分配 、计算与 差和转动误差两类 。以图 1为例 ,三个位移误差 函数分别记为沿
Key W ords:Digital;Linear M otion Stage;Geometric Errors;Shape and Linear Tolerance
1 引 言
各个方向上可能产生的八何误差进行分析。并针对一定的角位移大
近年来 ,二维直线运动平台越来越多地在各个工业领域内展 小 ,根据二维运动平台导轨的运动和受力实际情况 ,对运动平台导
Abstract:Geometric errors ofthe two-dim e nsional linear motion stage including rotation angular displacement elrors around
the X ,Y,Z directions and lineo1"d laceme nt errors along the X ,y,Z directions a re a n alyzed by a three-dimen s i onal digital
Modeling and Digital Analysis of the Geometric Errors of Two-Dimensional Linear Motion Stage
W ANG Fei—ran 一,LIA0 You—yong2,LUO Jun ,CHEN Jin—hua (1.School of Mechatronic Engineer ing and Automation,Shanghai University,Shanghai 200072,China;2.Ningbo Institute of
mode1.A ,efere ̄ce coordinate s ̄tem is establi shed to analyze the errors in different o. ̄es through homogeneous transformation ma trix.which a re then optimized函 d synthesi zed by reconstruction of the digital mo del to achieve desired specifications of the motion stage.A method is describ ̄ed to allocate shape a nd lineo1"tolera n ce o f geometric parts 6∞ed on the geometric errors tha t will be valuedfor precisi on m o tion system.design.
台的精度[2--31。目前 ,针对二维直线运动平台的误差研究还较少。 度 ,三个转动 自由度。对于导轨运动而言 ,由于制造误差存在 ,在
用一种针对二维直线运动平台几何误差的数字化分析方法 , 轴 向存在定位误差 ,在其余五个 自由度 ,也有微量位移 (线位移 与
用计算机技术建立二维直线运动平 台的三维 兀.何模型,基于三维模 角位移 ),这些位移就是运动平 台的原始误差源 ,将其分为平动误
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