2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、永磁同步直線電機(jī)(Permanent Magnet Synchronous Linear Motor,PMSLM)伺服系統(tǒng)具有高精度、高速度、零傳動(dòng)及高動(dòng)態(tài)特性等優(yōu)點(diǎn),能夠?qū)崿F(xiàn)快速高精度的傳動(dòng),是高精密機(jī)床的核心驅(qū)動(dòng)部件,在精密加工領(lǐng)域中應(yīng)用前景廣闊。而PMSLM動(dòng)子位置的實(shí)時(shí)精密測量對于直線伺服反饋系統(tǒng)的高精度控制尤為重要,直接影響高精度加工的質(zhì)量。傳統(tǒng)PMSLM動(dòng)子位置測量方法多采用一些位置傳感器,容易受外部環(huán)境干擾,抗噪聲和抗振性

2、能差,在實(shí)際應(yīng)用中均存在一定的不足。數(shù)字圖像測量方法具有非接觸、快速、高精度全場測量以及受環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn),是現(xiàn)代化測量領(lǐng)域中的新方向及熱點(diǎn),將其應(yīng)用于PMSLM動(dòng)子位置的實(shí)時(shí)反饋精密測量上,克服傳統(tǒng)動(dòng)子位置檢測方法的不足,對于提高PMSLM伺服系統(tǒng)的控制精度,進(jìn)而提高產(chǎn)品加工精度具有重要的意義。
  本課題以實(shí)現(xiàn)PMSLM動(dòng)子位置測量的實(shí)時(shí)性、高精度、魯棒性為目標(biāo),結(jié)合圖像測量方法的優(yōu)點(diǎn),將圖像測量技術(shù)引入到PMSLM動(dòng)子位置測

3、量上,并提出了一種基于柵欄圖像特征的一維(One-Dimensional,1-D)擴(kuò)展相位相關(guān)算法(Extended Phase Correlation Algorithm,EPCA)的動(dòng)子位置精密測量方法,實(shí)現(xiàn)對PMSLM動(dòng)子位置穩(wěn)定高效精密測量。本課題主要開展了以下幾個(gè)方面研究:
  1.闡述了課題的研究背景和意義,分析了動(dòng)子位置測量技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀、圖像測量方法的優(yōu)點(diǎn),尤其對數(shù)字圖像測量技術(shù)在動(dòng)子位置檢測中的應(yīng)用及研究現(xiàn)狀,以及

4、數(shù)字圖像相關(guān)(Digital Image Correlation,DIC)測量算法的研究現(xiàn)狀作了詳細(xì)的介紹,并給出本文的主要研究內(nèi)容和框架。
  2.根據(jù)直線電機(jī)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),將圖像測量技術(shù)引入到直線電機(jī)動(dòng)子位置測量上,建立了動(dòng)子位置的柵欄圖像測量模型;其次結(jié)合相位相關(guān)算法(Phase Correlation Algorithm,PCA)具有魯棒性強(qiáng)、精度高(整像素)及對圖像灰度變化不敏感等特點(diǎn),并根據(jù)相位相關(guān)峰值符合零均值正態(tài)分布特

5、征,引入雙線性擬合算法,采用了一種基于多峰擬合PCA的柵欄圖像間的亞像素位移測量方法,以實(shí)現(xiàn)PMSLM動(dòng)子位置的亞像素位移測量;最后進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及結(jié)果分析。
  3.針對直線電機(jī)動(dòng)子位置檢測的準(zhǔn)確性和魯棒性問題,通過引入奇異值分解(Singular Value Decomposition,SVD)技術(shù)改進(jìn)相位相關(guān)算法(PCA)結(jié)構(gòu),將二維圖像相位相關(guān)矩陣(Phase Correlation Matrix,PCM)分解為水平和垂直

6、方向上的兩個(gè)獨(dú)立奇異矢量,不僅降低了算法復(fù)雜度,提高了算法的抗干擾性,同時(shí)將二維圖像參數(shù)匹配簡化為一維相位解纏問題,進(jìn)而得到圖像間運(yùn)動(dòng)的線性相位差;再利用最小二乘方法(Least Square Method,LSM)進(jìn)行相位差線性擬合,獲取圖像間的精確亞像素偏移量,實(shí)現(xiàn)了對動(dòng)子位置的穩(wěn)定精密亞像素位移測量,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和抗干擾性分析,精度為0.01pixels。
  4.為了提高PMSLM動(dòng)子位置檢測的實(shí)時(shí)性,根據(jù)柵欄圖像縱向像

7、素一致性特點(diǎn),采用多行抽樣和并行計(jì)算方法,直接將二維柵欄圖像間的運(yùn)動(dòng)參數(shù)估計(jì)轉(zhuǎn)化為更簡單的一維條紋信號相關(guān)處理,并基于1-D PCA技術(shù),引入LSM線性擬合實(shí)現(xiàn)柵欄圖像序列間的實(shí)時(shí)高精度測量;同時(shí)為了抑制離散傅里葉變換(Discrete Fourier Transformation,DFT)時(shí)的頻譜泄露,保證位移檢測精度,采用Hanning窗函數(shù)對抽樣的一維條紋信號進(jìn)行預(yù)處理;并驗(yàn)證分析了所提算法的精度及抗干擾性。
  5.最終根

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