基于軌跡球測量技術的研磨球體運動分析.pdf

1、在研磨球體實際加工過程中，球體由于加工條件以及球體尺寸的限制，會出現(xiàn)打滑等現(xiàn)象，使得球體不能夠按照理想狀態(tài)進行運動，從而影響研磨球體的加工精度。而通過對于球體運動狀態(tài)和軌跡的檢測可以幫助加工者分析球體加工特性，為進一步優(yōu)化球體研磨加工參數(shù)提供理論依據(jù)。
　　 本研究從研磨球體運動狀態(tài)的檢測出發(fā)，設計開發(fā)基于MEMS陀螺儀和數(shù)字加速度計為核心的軌跡球測量系統(tǒng)。系統(tǒng)通過四元算法融合角速度信息和加速度信息來獲取軌跡球姿態(tài)角和運動狀態(tài)，

2、實現(xiàn)了研磨球體的在線檢測。本文主要工作和成果如下：
　　 (1)根據(jù)陀螺儀、加速度計特性要求，設計軌跡球測量系統(tǒng)硬件電路。包括信號采集、數(shù)據(jù)儲存等模塊設計。
　　 (2)設計軌跡球測量系統(tǒng)姿態(tài)解算方案及技術實現(xiàn)路線。通過比較歐拉算法、方向余弦算法、四元融合算法，最終選擇四元融合算法作為本系統(tǒng)的姿態(tài)融合算法，其特點是無運算奇點、計算量小。
　　 (3)對MEMS陀螺儀和數(shù)字加速度計測量誤差進行補償。通過建立MEMS

3、陀螺儀誤差模型，并利用卡爾曼濾波算法對MEMS陀螺儀漂移進行補償，補償之后陀螺儀的Allan方差值較補償前有明顯減??；利用最小二乘法擬合實驗數(shù)據(jù)的方法補償數(shù)字加速度計的溫度漂移，經(jīng)測試，溫度漂移補償之后加速度計的零點偏移在[-4.5mg，4mg]之間。
　　 (4)設計軌跡球測量系統(tǒng)軟件。軌跡球測量系統(tǒng)軟件分為上位機與下位機部分，其中上位機軟件基于Labview平臺開發(fā)設計而成。
　　 完成軌跡球測量系統(tǒng)設計之后，利用軌