国家自然科学基金(50975206)
- 作品数：13 被引量：151H指数：8
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- 相关机构：天津大学天津商业大学天津理工大学更多>>
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- 相关领域：自动化与计算机技术机械工程金属学及工艺更多>>
- 一种移动视觉测量系统的建模及标定方法被引量：3
- 2014年
- 针对一种立柱式二维移动视觉测量系统,提出了其数学模型的建立和标定方法。分析了测量原理和系统组成,并通过对运动定位和摄像机成像的独立建模,构建了符合测量原理的整体数学模型。标定时,在完成对定位误差等13项几何误差标定的基础上,通过移动摄像机使圆孔靶标的像平均分布在摄像机的像面上,根据靶标的工作台位置、像点坐标、以及测量时对应的运动机构移动量,利用最小二乘非线性拟合方法实现对摄像机成像模型参数的标定。实验结果表明:经建模和标定后,测量平均误差为1.8μm。利用该方法进行移动视觉测量系统的建模和标定,可以有效地保证系统的测量精度。
- 谭文斌李醒飞刘超朱嘉
- 伺服系统转矩纹波的补偿研究被引量：8
- 2011年
- 为降低伺服系统稳态误差的波动,并为摩擦模型的精确辨识创造条件,提出基于稳态误差分析的转矩纹波的辨识和补偿方法。确立伺服系统的稳态误差与其输入信号、干扰信号的关系。以此为基础研究匀速运动时稳态误差的组成,获得由转矩纹波和摩擦力矩等系统扰动引起的稳态误差,并利用频谱分析、最小二乘等方法确定转矩纹波的函数形式。通过可编程多轴控制器(Programmable multi-axis controller,PMAC)实现转矩纹波的补偿。经补偿,伺服系统稳态误差的波动不同程度减小,低速时效果明显,峰峰值由补偿前的10μm减小到3.3μm,高速时补偿后的峰峰值也降低为3.2μm,而且可以获得明显的Stribeck曲线。该方法能很好地实现转矩纹波的补偿,为精确补偿摩擦扰动、提高伺服系统动态性能奠定基础。
- 谭文斌李醒飞向红标朱嘉张晨阳
- 关键词：稳态误差
- 温度变化下的伺服系统非线性摩擦建模被引量：5
- 2014年
- 针对机械伺服系统因温度变化产生的非线性摩擦变化,提出了一种反映温度因素的摩擦建模方法来实现对伺服系统的摩擦补偿。首先,分析了温度和摩擦的关系,并结合修正黏性摩擦的LuGre模型,讨论了该模型各参数与温度之间的关系。利用单隐层BP神经网络描述了随温度变化的各个参数,并确定了神经网络的输入、输出以及传递函数。然后,通过神经网络训练获得神经网络参数,从而得到与温度相关的摩擦模型。最后,改变运行条件,验证了提出的模型对摩擦的估计能力。建立的摩擦模型在不同运行条件、不同温度状态下的最大相对估计偏差小于2.5%,表明其能很好地估计系统摩擦力矩,满足高精度摩擦补偿。
- 谭文斌李醒飞赵新华姚旺张晨阳
- 关键词：伺服系统温度变化LUGRE模型
- 基于LuGre模型的自适应摩擦补偿被引量：42
- 2012年
- 为提高开放式伺服系统的动态性能,使其具有良好的适应能力,提出一种基于LuGre模型的自适应摩擦补偿方法。建立开放式伺服系统的动力学模型,并通过LuGre模型来描述系统的摩擦特性。考虑到摩擦模型的参数会随系统变化而发生改变,采用Backstepping方法设计自适应摩擦补偿控制器,并采用Lyapunov定理证明系统的全局渐进稳定性。通过可编程多轴控制器(Programmable multi-axis controller,PMAC)编写伺服算法实现该自适应摩擦补偿方案,并通过试验验证该方案的有效性。试验结果表明:与传统的速度加速前馈补偿相比,该自适应摩擦补偿方案在正弦运动作为输入信号时,其跟踪误差由±40μm降低到±7μm。采用该补偿方案能有效地抑制摩擦干扰对伺服系统的不利影响,为提高伺服系统的动态跟踪性能奠定基础。
- 向红标谭文斌李醒飞张晨阳
- 关键词：自适应控制
- 基于共线点的镜头畸变校正方法被引量：5
- 2013年
- 为实现未知摄像机参数的镜头畸变校正,提出了一种先标定畸变中心、再标定畸变系数的方法。先在镜头的不同焦距处对靶标成两次像,利用相同靶标点在两幅图像中的相对位置关系求解畸变中心;再根据直线的透视投影不变性,通过变步长的最优化方法搜索畸变系数。模拟实验表明,在靶标点数为25,噪声水平为0.2像素时,畸变中心的平均误差为(0.2243,0.1636)像素,畸变系数误差为0.28%。真实图像实验表明,用该方法得到的畸变中心和畸变系数能够很好地校正图像。该方法不需要标定摄像机的内外部参数,也无需知道直线网格的世界坐标,简便易行。
- 刘超李醒飞郭敬滨谭文斌
- 关键词：图像校正摄像机镜头
- 修正黏性摩擦的LuGre模型的摩擦补偿被引量：10
- 2012年
- 为提高高速条件下开放式伺服系统的动态性能,对传统LuGre摩擦模型的黏性摩擦进行了修正,并提出一种以修正模型为基础的摩擦前馈补偿方案.根据速度较高时,摩擦力矩随速度增加其增长趋势减缓的现象,建立了LuGre修正模型;分别对传统模型和修正模型进行参数辨识,利用2种辨识后的模型分别进行摩擦前馈补偿,分析其补偿效果.实验结果表明:修正模型对系统摩擦力矩的最大估计误差为0.0017N.m,优于传统模型的0.023N.m;与基于传统模型的摩擦补偿相比,基于修正模型的摩擦补偿时,系统稳态误差得到进一步的控制,加速运动时由±9μm降低到±5μm,正弦运动时由±12.5μm降低到±8μm.采用该补偿方案可有效地抑制摩擦干扰对伺服系统的不利影响,提高伺服系统的跟踪性能.
- 谭文斌李醒飞向红标吴腾飞张晨阳
- 关键词：LUGRE模型
- 多传感器测量系统的联合标定被引量：8
- 2013年
- 将坐标测量机与单目视觉测量系统组合起来,提出了一种触发式测头与视觉测头联合标定的方法。选用内孔径为4mm的光面环规作为标定件,并利用转台、精密滑台配合视觉系统进行环规成像面的调整;然后,利用视觉测量系统提取环规内孔圆心图像坐标,包括设置图像的感兴趣区(ROI)、二值化、形态学去噪、亚像素边缘检测和利用最小二乘法提取圆心的图像坐标。通过拟合内孔圆柱面找到轴线,并利用接触传感系统提取相同位置圆心仪器坐标下坐标;最后,采用最小二乘法求解相关方程,完成联合标定。试验验证显示,该标定方法的标定精度高于6μm,优于已有的标定方法,能够满足测量系统联合测量的精度需要。
- 李醒飞姚旺赵新华谭文斌王星
- 关键词：触发式测头多传感器坐标测量机
- 精密实验平台的非线性摩擦建模与补偿被引量：31
- 2010年
- 非线性摩擦是影响高精度机械伺服系统动静态性能的主要因素之一。针对精密实验平台随行程位置不同表现出不同的摩擦特性,提出了一种基于LuGre模型的改进型摩擦建模方法,以速度和行程位置信号作为模型的输入变量,并用遗传算法对该模型的动静态参数进行辨识。基于改进型摩擦模型,分别通过精密实验运动平台及其相应的伺服仿真平台进行了摩擦现象和摩擦前馈补偿的实验和仿真。实验结果表明,摩擦补偿后的跟踪误差值约为补偿前的1/3,系统的静差也由原来1.4μm减小到0.4μm,与仿真平台摩擦补偿前后的现象基本一致。该改进型LuGre摩擦模型能直观、精确地描述实验平台的摩擦特性,基于该摩擦模型的前馈补偿减小了系统的跟踪误差,提高了系统的定位精度。
- 向红标裘祖荣李醒飞谭文斌朱嘉陈诚张晨阳
- 关键词：伺服系统遗传算法
- 伺服系统中滚珠丝杠的温度场模型被引量：17
- 2011年
- 分析了伺服系统中丝杠螺母的热特性规律,并对丝杠温度场进行了简化建模,以快速准确地预测丝杠温度分布及变化。简化模型能较好地预测丝杠温升过程,但稳态误差较大;通过引进时间修正系数修正了该简化模型,修正后的模型能较好地预测丝杠的稳态温度,但对温度上升过程的预测误差较大;鉴于两个模型的特点,基于分段建模的思想,建立了丝杠温度场分段模型,并辨识了模型参数。实验结果表明,不同单热源实验条件下,预测温度误差值在0.5℃以内;双热源实验条件下,预测温度误差值在0.8℃以内;显示该模型能较好地预测丝杠温度随时间的变化。
- 陈诚裘祖荣李醒飞董成军张晨阳
- 关键词：滚珠丝杠温度场参数辨识
- θFXZ型测量机的回转轴线标定方法被引量：12
- 2016年
- 回转轴线的标定技术是保证θFXZ型测量机测量精度的一项关键技术。针对该型测量机没有y方向运动的特点,分析了其内外径测量原理,讨论了回转轴线标定误差与内外径测量误差的关系,并提出了一种基于环形标准件内孔、外圆的测量结果,快速标定回转轴线的方法。试验结果表明:利用该方法进行θFXZ型测量机的回转轴线标定,标定后,测量机对其它型号环形标准件的测量误差在±0.001 mm以内。该方法实现了对回转轴线的精确标定,同时操作简单,可以制定标定软件,实现回转轴线的软件自动标定。
- 谭文斌张起鹏李醒飞张晨阳
- 关键词：坐标测量机
