检索结果-内蒙古大学图书馆

计量学报 2024年第3期45卷 412-418页

作者：杨品澒唐波崔建军陈恺宋佩颉彭璐中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州310018 中国计量科学研究院北京100029 甘肃省计量研究院甘肃兰州730071 西藏自治区计量测试所西藏拉萨850010 交通运输部公路科学研究院北京100029

针对高准确度光谱共焦传感器缺乏相应校准装置及方法的问题,提出了一种基于激光干涉测量的校准方法,并研制了相应的校准装置。一方面,提出了一种波长倍数间隔测量法,通过位移反馈控制将位移间隔设置为激光波长的整数倍,以减小激光干涉... 详细信息

针对高准确度光谱共焦传感器缺乏相应校准装置及方法的问题,提出了一种基于激光干涉测量的校准方法,并研制了相应的校准装置。一方面,提出了一种波长倍数间隔测量法,通过位移反馈控制将位移间隔设置为激光波长的整数倍,以减小激光干涉仪非线性误差对测量的影响;另一方面,提出了测点修正算法,消除了受检点处位移标准值因校准装置定位准确度限制不重合对测量的影响。实验结果表明:在0~100μm的测量范围内,示值误差为±23 nm,重复性为5 nm,示值误差测量结果的扩展不确定度U_(2)=7.0 nm(k=2)。构建的校准装置在0~50 mm的测量范围内的示值误差测量结果不确定度为U_(1)=3.0 nm+2×10^(-7)L(k=2)。

关键词：几何量计量光谱共焦传感器干涉仪非线性测点修正算法测量不确定度

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基于贝叶斯动态模型的激光干涉仪漂移误差预测

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计量学报 2024年第3期45卷 332-339页

作者：刘丽颖程真英陈旭李瑞君合肥工业大学仪器科学与光电工程学院测量理论与精密仪器安徽省重点实验室安徽合肥230009

针对长时间测量时激光干涉仪产生的漂移问题,提出了一种基于贝叶斯动态模型的漂移误差预测方法。通过采集非测量阶段的漂移误差序列,分析了数据特征并据此建立了贝叶斯动态模型。然后,利用无信息先验分布法获取了递推所需的初始信息,运... 详细信息

针对长时间测量时激光干涉仪产生的漂移问题,提出了一种基于贝叶斯动态模型的漂移误差预测方法。通过采集非测量阶段的漂移误差序列,分析了数据特征并据此建立了贝叶斯动态模型。然后,利用无信息先验分布法获取了递推所需的初始信息,运用贝叶斯递推算法训练并估计了模型状态参数。最后,基于实验室自制的迈克尔逊激光干涉仪对漂移误差预测效果进行了实验验证。结果表明:与常用的最小二乘拟合法和神经网络建模法相比,基于该方法预测补偿后的残余漂移误差的均方差分别减小了67.85%和99.08%;由重复实验的预测效果可知,残余漂移误差的均方差较补偿前都减小了82%以上。验证了提出的基于贝叶斯动态模型的漂移误差预测方法的有效性和稳健性。

关键词：几何量计量漂移误差误差预测贝叶斯动态模型激光干涉仪

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一种小型激光跟踪测量系统的研制

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计量学报 2024年第3期45卷 340-348页

作者：顾超伟缪东晶严利平刘洋李建双浙江理工大学纳米测量技术实验室浙江杭州310018 中国计量科学研究院北京100029

为实现大尺寸范围内的坐标跟踪测量,研制了一种小型激光跟踪测量系统。设计了光机电一体化的机械结构,实现减小系统体积与提高抗干扰能力。设计了系统的光学模块,通过优化基于位置敏感探测器的目标偏差量采集部分的光路,实现目标允许最... 详细信息

为实现大尺寸范围内的坐标跟踪测量,研制了一种小型激光跟踪测量系统。设计了光机电一体化的机械结构,实现减小系统体积与提高抗干扰能力。设计了系统的光学模块,通过优化基于位置敏感探测器的目标偏差量采集部分的光路,实现目标允许最大偏差量的增大。通过开展位置敏感探测器的标定实验,完成位置敏感探测器的线性区间与偏差比例系数的测量,为跟踪控制算法开发提供了关键参数。进行了跟踪控制模块的设计,并完成跟踪控制算法的开发,实现系统的快速跟踪测量。开发了系统三维可视化测量软件,实现用户对系统与目标的空间位置及运动状态的实时掌控。实验结果表明,系统的跟踪稳定性与位移分辨力分别为20μm和40μm,系统的跟踪速度最高可达480 mm/s,加速度最高可达506 mm/s^(2),跟踪距离范围不小于70 m,具有三维坐标测量与三维可视化功能,与现有跟踪仪相比具有体积、重量以及测角范围上的优势,具有良好的跟踪性能与应用前景。

关键词：几何量计量激光跟踪三维坐标测量三维可视化跟踪控制标定大尺寸测量

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用于引力波探测的星间激光干涉测量模拟系统

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计量学报 2024年第3期45卷 311-317页

作者：穆衡霖李岩清华大学精密仪器系北京100084

星间激光干涉仪具有比地面干涉仪更长的干涉臂(10^(6)km),能够探测更低频段0.1 mHz~1 Hz的引力波。星间激光干涉仪具有典型的应答式外差干涉仪结构,其本质是一个光学锁相环。在地面环境下搭建模拟的星间激光干涉仪,成功将从激光器的频... 详细信息

星间激光干涉仪具有比地面干涉仪更长的干涉臂(10^(6)km),能够探测更低频段0.1 mHz~1 Hz的引力波。星间激光干涉仪具有典型的应答式外差干涉仪结构,其本质是一个光学锁相环。在地面环境下搭建模拟的星间激光干涉仪,成功将从激光器的频率锁定到稳频的主激光器频率上。结果显示:锁相环的锁定时间超过2×10^(4)s,满足了低频信号的探测条件;在较短位移和较长位移的不同条件下,干涉仪无粗大误差。经过分析得出:温度、气压等环境扰动带来的噪声是制约干涉仪精度的关键因素。

关键词：几何量计量引力波光学锁相环星间激光干涉低频信号

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AFM-TM微悬臂梁系统混沌运动及控制算法分析

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计量学报 2024年第3期45卷 356-363页

作者：宋佩颉褚衍东张航俞睿兰州交通大学机电工程学院甘肃兰州730070 甘肃省计量研究院长度计量研究所甘肃兰州730050

针对轻敲式原子力显微镜微(AFM-TM)悬臂梁系统的混沌运动会严重影响到AFM-TM的测量精度的问题,对该系统动力学特性及控制算法进行了分析。首先,通过数值仿真,综合利用Lyapunov指数、分岔图、Poincaré截面和相位图分析了外部激励幅... 详细信息

针对轻敲式原子力显微镜微(AFM-TM)悬臂梁系统的混沌运动会严重影响到AFM-TM的测量精度的问题,对该系统动力学特性及控制算法进行了分析。首先,通过数值仿真,综合利用Lyapunov指数、分岔图、Poincaré截面和相位图分析了外部激励幅值变化时AFM-TM微悬臂梁系统运动特性的演化;然后,提出将延时反馈控制和模糊自适应延时反馈,用于控制系统的混沌运动;最后,对两种控制算法进行了比较。研究结果表明,当无量纲外部激励幅值在[0.65,0.85]等取值区间内取值时,系统表现出明显的混沌运动特性;延时反馈控制和模糊自适应延时反馈控制均能有效的将系统的混沌运动拉回到周期轨道,但模糊自适应延时反馈更适用于AFM-TM被测样品变化的复杂情况。结果对AFM-TM微悬臂梁外部激励参数选择、非线性系统复杂动力学特性分析和混沌运动控制提供有意义的理论参考。

关键词：几何量计量轻敲式原子力显微镜微悬臂梁混沌运动延时反馈控制模糊控制

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光纤长度标准装置及其结果修正研究

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计量学报 2024年第12期45卷 1745-1752页

作者：袁伟炳孟飞林百科杨凯陈亮方占军中国计量大学光学与电子科技学院浙江杭州310018 中国计量科学研究院时间频率计量科学研究所北京100029 国家市场监管重点实验室(时间频率与重力计量基准) 北京100029

为了更好地满足国内光时域反射计(OTDR)的长度量值计量需求,研制了一套基于调制相移法原理的光纤长度标准。装置采用模块化设计,实现了激光器驱动、信号调制、光电转换及频率变换等主要系统单元,并增加了1550 nm窗口的长度测量能力。通... 详细信息

为了更好地满足国内光时域反射计(OTDR)的长度量值计量需求,研制了一套基于调制相移法原理的光纤长度标准。装置采用模块化设计,实现了激光器驱动、信号调制、光电转换及频率变换等主要系统单元,并增加了1550 nm窗口的长度测量能力。通过独立测量光纤温度修正系数及波长修正系数,在国内已报道的光纤长度标准研究结果中实现对温度及通信窗口测试光源波长不同而引起长度量值变化的归一化修正,并给出完整的不确定度评估结果,为面向OTDR检定领域的光纤长度量值溯源提供了实验依据及新的思路和方法。实验结果表明,光纤长度测量结果不确定度在1310 nm窗口和1550 nm窗口下分别为U=(0.016+7.2×10^(-6)L)m(k=2)和U=(0.028+7.2×10^(-6)L)m(k=2)。使用该标准标定OTDR传递标准用14 km光纤,不确定度为0.13 m(k=2),相较于现行标准指标提升近1倍。

关键词：几何量计量光纤长度光时域反射计温度修正波长修正

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球磨机制粉系统软测量及控制策略的应用研究

球磨机制粉系统软测量及控制策略的应用研究

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作者：明学星东南大学

学位级别：博士

中储式钢球磨制粉系统广泛用于火电厂中，其制粉电耗约占厂用电的25％左右，是火电厂的耗电大户。实现中储式钢球磨制粉系统的料位软测量及优化运行具有重要的现实意义和经济价值。因此，论文重点对球磨机的料位软测量、球磨机的运行状... 详细信息

中储式钢球磨制粉系统广泛用于火电厂中，其制粉电耗约占厂用电的25％左右，是火电厂的耗电大户。实现中储式钢球磨制粉系统的料位软测量及优化运行具有重要的现实意义和经济价值。因此，论文重点对球磨机的料位软测量、球磨机的运行状态监测及系统运行优化等方面进行了智能化研究。在研究学习及改进相关人工智能技术的基础上，针对球磨机制粉系统自身所具有的大惯性、大时滞、多变量、非线性以及强耦合等特性，为实现球磨机制粉系统的出力软测量、状态监测及优化运行提出了全新的思路和方向。\n 1.阐述了当前中储式球磨机制粉系统在我国当前工业特别是电厂中的运用状况，在分析了当前各种球磨机料位测量及运行控制方法的基础上，分析了各种方法的弊端和不足，为本文工作的展开作铺垫和指导。\n 2.针对标准粒子群算法收敛缓慢和易陷入局部最优的缺陷，文章提出了基于概率选优和爆炸搜索策略的改进粒子群算法，该方法不仅缩短了寻找最优解迭代步数，同时也大大提高了粒子跳出局部最优解的能力；通过函数仿真验证了算法改进的效果。\n 3.为了克服基于BP学习算法的连续小波网络参数易陷入局部最优且收敛速度缓慢的缺点，本文研究了基于改进例子群算法的连续小波网络混合训练算法，测试函数体现了该算法相对基于BP学习算法的神经网络和小波网络的优越性；同时本文在引入抗差理论基础上，提出了抗差泛化小波网络概念，并给出了一种抗差算法。\n 4.将混沌时间序列的知识引入到球磨机出力特性研究：从非线性动力学观点出发，利用混沌理论对球磨机差压时序进行相空间重构，分析其时序关联维与嵌入相空间轨道的变化规律，揭示球磨机混沌动力学特性，为料位软测量辅助变量的选取及时序可预测周期的确定提供指导。\n 5.为了确定多模型料位软测量子模型个数，本文在学习聚类分析理论基础上，对模糊聚类算法加以改进并应用于球磨机料位软测量样本聚类分析中，求取基于加权多模型的料位软测量模型子模型个数及模型中心。\n 6.针对球磨机制粉系统的自身特性，提出了多动态小波网络技术和“量态”软测量概念，并以此构造了基于加权多模型的球磨机料位软测量模型，通过预测结果对比显示其与传统方法建模的优越性。\n 7.引入了粗糙集理论并给出了一种新式属性离散化算法，通过粗糙集属性约减提取球磨机运行状态核属性，并对比了基于不同属性组合的球磨机运行状态支持向量机监测模型。\n 8.针对当前各种球磨机控制系统的不足，基于球磨机运行状态支持向量机监测模型，对现有控制系统加以改造，提出了基于磨机运行状态监测模型的自寻优控制改造策略。最后，对全文工作进行总结并对后继工作的方向和内容进行了展望。

关键词：球磨机制粉系统料位几何量计量软测量控制策略

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全站仪气象改正公式优化研究

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计量学报 2024年第3期45卷 386-394页

作者：刘晓东缪东晶姚燕王长云王德利李连福刘洋蔡晋辉李建双中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州310000 中国计量科学研究院北京100029 潍坊市计量测试所山东潍坊261061

为了提高全站仪长距离测距精度,提出一种全站仪气象改正公式的优化方法。对气象改正公式进行了分析,发现存在一定误差和优化的空间。为了降低改正公式引起的残余误差,以最小化残余误差之和为优化目标,将气象公式系数调整转化为最优化问... 详细信息

为了提高全站仪长距离测距精度,提出一种全站仪气象改正公式的优化方法。对气象改正公式进行了分析,发现存在一定误差和优化的空间。为了降低改正公式引起的残余误差,以最小化残余误差之和为优化目标,将气象公式系数调整转化为最优化问题。借助野外长基线上部署的密集环境参数传感器阵列,实时记录全站仪长时间连续测距时的环境参数;利用测距数据构造优化函数,对改正公式系数的不同组合进行优化调整和验证,实验数据分析结果表明:优化后,测距误差均值可减小99.8%,误差的标准偏差减小81.2%。为验证所提出方法的有效性,将优化系数后的改正公式应用于其他测量时间段的测距补偿,结果显示,残余误差也同样得到有效降低,优化幅度达到37%以上。表明气象改正公式系数优化是显著降低野外测距误差的有效方法。

关键词：几何量计量标准基线全站仪长距离测量气象改正公式最优化算法

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圆锥体全局角度尺寸评定方法

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计量学报 2024年第3期45卷 455-464页

作者：赵新宇赵则祥李彬任东旭席建普中原工学院计算机学院河南郑州450007 中原工学院机电学院河南郑州450007 机械工业光学传感与测试技术重点实验室河南郑州450007

提出了基于圆周轮廓提取方案的圆锥全局角度尺寸的评定方法,建立了圆锥最小二乘全局角度尺寸和最大最小全局角度尺寸的评定模型。基于所建立的评定模型,给出了圆锥全局角度尺寸评定的飞蛾扑火优化算法(MFO)的流程图,并编制了圆锥全局角... 详细信息

提出了基于圆周轮廓提取方案的圆锥全局角度尺寸的评定方法,建立了圆锥最小二乘全局角度尺寸和最大最小全局角度尺寸的评定模型。基于所建立的评定模型,给出了圆锥全局角度尺寸评定的飞蛾扑火优化算法(MFO)的流程图,并编制了圆锥全局角度尺寸评定及最小二乘圆锥面、最大最小圆锥面可视化程序。采用所编制的程序,对4个圆锥仿真试样进行了最小二乘全局角度尺寸和最大最小全局角度尺寸评定,对其不同评定方法、不同优化初始参数和不同优化方法得到的全局评定结果进行了比较。用乌鸦搜索算法、人工生态优化算法、平衡优化器算法和粒子群优化算法对1个试样的最大最小全局角度尺寸进行了评定,并与MFO的评定结果进行了比较。除了优化初始值对评定结果有影响外,搜索区间、种群数和最大迭代次数对评定结果均有影响,但其规律性不强。总体上讲,MFO的评定结果优于其他4种优化方法的评定结果。

关键词：几何量计量圆锥最小二乘全局角度尺寸最大最小全局角度尺寸飞蛾扑火优化算法

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基于嵌入式系统的表面划痕测量装置的设计与实现

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计量学报 2024年第3期45卷 402-411页

作者：李艳贾志婷瞿剑苏马晓苏王霁中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所北京100095

针对飞机机身蒙皮、座舱玻璃等装备零部件表面的划痕深度和宽度现场定量检测的需求,研制了一套基于嵌入式系统的表面划痕测量装置。装置基于光切原理设计,以嵌入式ARM(advanced RISC machines)开发板为硬件平台,连接工业相机和显微镜组... 详细信息

针对飞机机身蒙皮、座舱玻璃等装备零部件表面的划痕深度和宽度现场定量检测的需求,研制了一套基于嵌入式系统的表面划痕测量装置。装置基于光切原理设计,以嵌入式ARM(advanced RISC machines)开发板为硬件平台,连接工业相机和显微镜组,采集由投射光路投射出的平行光条并经过被测表面调制后的图像,经过图像处理和划痕特征提取,计算划痕的深度和宽度,测量结果可数字化显示并保存。试验结果表明,装置在0.005~0.060 mm测量范围内的示值误差不超过±2.0μm,在0.060~2.000 mm的测量范围内的相对示值误差优于±4%。测量装置具备小型化、一体化、高精度、快速、易操作等特点,适用于在现场环境中对飞机机身各处的划痕进行直接测量。

关键词：几何量计量划痕蒙皮座舱玻璃光切嵌入式系统图像处理飞机维修

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