[发明专利]一种基于单纯形算法的大型高速回转装备圆柱轮廓误差分离方法

权利要求书

1.一种基于单纯形算法的大型高速回转装备圆柱轮廓误差分离方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤1：建立大型高速回转装备圆柱轮廓测量模型；

步骤2：确定测头半径误差和测头支杆倾斜角；

步骤3：通过单纯性优化算法确定待估参数，建立目标函数；

步骤4：对于每个截面轮廓的目标函数，采用单纯形寻优算法估计得到参数的估计值，通过估计值消除影响；

步骤5：采用单纯形寻优估计法对目标函数直接求解，得到大型高速回转装备圆柱轮廓测量模型的整体偏心误差、几何轴线倾斜误差和最小二乘半径的精确估计值；

步骤6：重复步骤2至步骤5，逐点分离多偏置误差。

2.根据权利要求1所述的一种基于单纯形算法的大型高速回转装备圆柱轮廓误差分离方法，其特征是：所述步骤1具体为：

建立大型高速回转装备圆柱轮廓测量模型，通过下式表示大型高速回转装备圆柱轮廓测量模型：

其中，ρ_ij为被测试件圆柱轮廓上第j截面第i测点到瞬时测量中心的距离；Δr_ij为被测试件圆柱轮廓的表面加工误差；r_oj为第j截面的最小二乘半径；e_j为复合偏心量；α_j为复合偏心角；d_j为传感器测头偏移量；r为传感器测头半径；为传感器测头支杆倾斜角；γ为几何轴线倾斜误差；θ_ij为相对于转台回转中心的采样角度。

3.根据权利要求1所述的一种基于单纯形算法的大型高速回转装备圆柱轮廓误差分离方法，其特征是：所述步骤2具体为：

步骤2.1：通过仪器检测直测参数，直测参数包括测头半径r为已检定参数，和测头支杆倾斜角采用视觉相机实现同步测量；

步骤2.2：将直测参数带入大型高速回转装备圆柱轮廓测量模型消去其影响，通过下式表示：

其中，为消除影响后被测试件圆柱轮廓上第j截面第i测点到瞬时测量中心的距离。

4.根据权利要求1所述的一种基于单纯形算法的大型高速回转装备圆柱轮廓误差分离方法，其特征是：所述步骤3具体为：

通过单纯形优化算法精确估计出来待估参数，建立目标函数，通过下式表示目标函数：

5.根据权利要求1所述的一种基于单纯形算法的大型高速回转装备圆柱轮廓误差分离方法，其特征是：所述步骤4具体为：

对于每个截面轮廓的目标函数ξ_1j，采用单纯形寻优算法估计得到参数d_j的估计值将估计值消除影响，得到包含整体偏心及几何轴线倾斜误差的测量方程，通过下式表示包含整体偏心及几何轴线倾斜误差的测量方程：

，

其中，(e₁,α₁)为被测试件整体偏心误差；{l,m,1}为被测试件几何轴线倾斜角γ对应的方向向量；r_o为被测试件最小二乘半径。

6.根据权利要求1所述的一种基于单纯形算法的大型高速回转装备圆柱轮廓误差分离方法，其特征是：所述步骤5具体为：

步骤5.1：根据最小二乘原理，建立每个截面轮廓的目标函数ξ_2j，通过下式表示表示ξ_2j：

步骤5.2：采用单纯形寻优估计法对式目标函数ξ2j(e₁,α₁,l,m,ro)直接进行求解，获得大型高速回转装备圆柱轮廓测量模型的整体偏心误差(e₁,α₁)、几何轴线倾斜误差{l,m,1}以及最小二乘半径ro的精确估计值

步骤5.3：根据估计值逐点同时分离出被测试件整体偏心误差以及几何轴线倾斜带来的二次偏心影响，通过下式表示被测试件整体偏心误差以及几何轴线倾斜带来的二次偏心影响：

其中，为被测试件整体偏心误差，为何轴线倾斜带来的二次偏心影响。