应用细小离子束加工小型精密光学零件

随着现代光学技术的发展,全频段误差控制已成为高精度光学零件制造的一个基本要求.基于小磨头抛光原理的先进修形技术虽然能有效修正低频面形误差,但对于中高频段的面形误差难以修正.中高频误差成为了现代光学加工普遍关注的难点.理论研究表明,减小小磨头尺寸可以提高工艺对中高频误差的修正能力,进一步提高光学加工精度.本文针对中高频面形误差的控制问题,开展细小离子束修形工艺研究,研究了获取小束径离子束的引束机理和引束结构,初步实现了稳定的细小离子束,针对某小型精密光学元件的具体加工问题,仿真研究了不同束径的加工效率和加工残差,并选择最优束径对元件进行了加工试验,使元件的精度从初始的0.111λrms减小到了0.015λrms(λ=632.8nm).     

高精度轴类零件的砂带确定性修形方法

为提高金属轴类零件的加工精度,基于光学确定性加工原理将振动砂带研抛方法用于轴类零件的高精度修形中。在这种方法中,弹性接触轮在一定压力下与轴类工件接触形成一个矩形研抛区域,砂带覆盖在接触轮上,通过接触轮的轴向振动可以实现材料可控去除。利用圆柱度仪测量得到轴零件外圆表面的轮廓形貌,得到被加工零件表面轮廓的误差分布。使用脉冲迭代法计算接触轮在圆柱表面不同位置的驻留时间,通过机床主轴的伺服控制实现工件不同位置材料去除量的大小,从而实现被加工零件圆柱度误差的确定性修整。在经过仿真加工后,在一根45#钢轴的一段柱面上进行了确定性修形实验。结果表明,工件平均圆度误差从0.42 μm收敛至0.11 μm,圆柱度误差从0.76 μm收敛至0.35 μm,加工后的形状精度优于超精密外圆磨床的加工精度,验证了高精度轴类零件柱面上确定性修形的可行性。     

内表面间垂直度的高精度测量方法设计与误差分析

针对框体类零件超精密加工的难点问题--内表面问垂直度误差的高精度测量,提出了一种基于波面干涉技术测量的新方法,建立了垂直度测量系统,分析了各调整误差对测量结果的影响.该方法能够实现框体类零件内表面间垂直度误差的高精度测量与评价,并能得到误差的三维分布,测量结果可直接用于零件的确定性修形加工.实验表明,该方法可实现0.6"的综合测量精度.     

光学陀螺旋转惯导系统原理探讨

利用旋转自动补偿光学陀螺的漂移是实现高精度惯性导航的有效途径之一,补偿的原理可以从惯性导航的误差方程中得到阐明。光学陀螺的特点决定了采用元件级的旋转方式会带来额外的误差和问题,而只能采用系统级的旋转,即整个惯性测量组合旋转补偿的方式。对一种8次180°翻转的光学陀螺惯性测量组合旋转方案进行了图形化的说明和分析,并仿真比较了旋转补偿前后的导航误差,结果表明这种系统级的补偿方案能够抵消所有惯性元件的静态漂移,从而大大提高了导航输出的位置和姿态精度。     

基于Zernike多项式拟合的自由曲面车削误差补偿技术

慢刀伺服车削技术是一种特殊的创成加工方法,采用C轴、X轴、Z轴联动的方式在极坐标或圆柱坐标内可车削加工自由曲面光学元件。但是由于各种误差因素的影响,使用慢刀伺服技术仅加工一次获得的光学元件可能不满足精度指标。为此需要研究能够进一步提升慢刀伺服车削加工精度的误差补偿技术。Zernike多项式是面形分析与光学分析之间的理想接口工具,因此本文使用Zernike多项式拟合的方法处理慢刀伺服车削加工的误差,并根据慢刀伺服加工技术的特点,建立慢刀伺服车削加工的误差补偿算法。实验结果表明,基于Zernike多项式拟合的慢刀伺服车削加工误差补偿技术可有效地针对加工中产生的特定误差进行补偿,从而提高自由曲面车削加工精度。     

CCOS边缘效应的小研抛盘修形修正方法

计算机控制光学表面技术(Computer Controlled Optical Surfacing,CCOS)是加工离轴非球面的一项重要技术。小磨头抛光的边缘效应严重制约CCOS技术的加工精度和加工效率。在获得影响边缘效应的关键参数后,结合残余误差等高线的路径规划,对CCOS产生的边缘效应产生的翘边现象进行修正;通过对一块体育场形离轴非球面的加工,获得了全口径光学测量数据,为后续精加工提供面形基础。     

一种基于小研抛盘修形的CCOS边缘效应修正方法

计算机控制光学表面技术（CCOS）是加工离轴非球面的一项重要技术。小磨头抛光的边缘效应严重制约CCOS技术的加工精度和加工效率,目前并无十分具体的解决措施。本文在获得影响边缘效应的关键参数后,结合残余误差等高线的路径规划,对CCOS产生的边缘效应产生的翘边现象进行修正,通过对一块体育场形离轴非球面的加工,获得了全口径光学测量数据,为后续精加工提供面形基础。     

圆度仪在形状和位置误差测量中的应用

本文对圆度仪的基本工作原理、功能特点以及在形状和位置误差测量中的应用，圆度仪的测量不确定度评定等几方面进行阐述。通过具体的实例论述了圆度仪是形位误差测量中较好的一种精密仪器，其应用软件功能强大、操作简便，提高了形位误差测量的准确性和工作效率。     

刀口边缘误差对传递函数的影响

刀口法是测量光学系统的传递函数一种基本方法,通过对刀口边缘误差建立数学模型,讨论刀口误差对光学传递函数测量精度的影响。对刀口边缘误差进行了定量分析,得出在一定精度范围内测量光强的区域,定性分析了使用拟合法求MTF优于使用均值法求MTF。     

初始误差和制导工具误差估计的非线性方法

准确估计初始误差和制导工具误差是机动发射飞行器精度鉴定必须解决的重要问题之一,提出了一种基于非线性模型的误差估计新方法。给出了平台初始失准角向定向误差的转换方法,采用不动点迭代法实现真实视加速度的精确计算,将真实发射系的轨道参数表示为初始误差和工具误差的非线性函数,结合外测数据建立了同时估计初始误差、工具误差、外测系统误差、遥外测时间零点偏差的非线性模型,避免了初始误差的线性化近似。给出了Bayes极大后验估计方法,利用非线性模型和先验信息获得误差的最优估计,证明了估计方法的收敛性。仿真结果表明,所提方法提高了初始误差和工具误差的估计精度,并实现了测量数据的自校准。     

内编队地球重力场测量性能数值分析

内编队系统通过实现内卫星纯引力轨道环境和内卫星精密定轨,完成高精度地球重力场测量,实现了不依赖于加速度计的重力卫星实施新途径。针对内编队重力场测量性能难以解析分析的情况,基于MATLAB并行程序设计进行了重力场测量数值模拟,获得了内编队重力场测量的有效阶数及其精度。在内编队轨道高度为300km、内卫星干扰力为1.0×10-10m/s2、外卫星定轨精度为3cm、内外卫星相对状态测量精度为1mm的条件下,计算得到内编队测量重力场的有效阶数为72,相应的大地水准面累积误差为44cm,重力异常累积误差为4.5mGal,由此可知内编队测量重力场的有效阶数主要分布在低阶部分。     

基于认知模型的人为差错分类方法

为了保证人为差错分类的全面性和一致性,在详细分析现有人为差错分类方法的基础上,提出了一种新的人为差错分类框架.该框架以"执行差错,忽略"为起点进行细化,得到五种基本的人为差错类别.以此作为人为差错原语,结合认知模型,分析了不同认知阶段可能出现的人为差错模式.实例证明,在这种分类方法指导下来分析人为差错,对提高人为差错分类结果的全面性和一致性有着重要意义.     

目标航路捷径波动与雷达误差关系研究

在靶场对武器装备的试验鉴定中,必须进行试验设计,目标和目标航路参数是试验参数设计中重点考虑的内容之一,目标航路捷径的波动则直接影响试验参数设计和考核结论。通过分析武器装备中雷达误差来源,找出目标航路捷径波动与雷达误差之间的函数关系,并计算推导出航路捷径允许波动范围的数学模型;以靶场试验实例给出了航路捷径波动确定的基本原则,为靶场试验设计提供有价值的参考方法。     

精密磨床主轴回转误差补偿技术的研究

本文在分析精密磨床主轴回转误差运动特点的基础上,提出了基于时序建模理论的随机运动误差补偿方案,并介绍了采用信号处理器TMS32010实现高速补偿控制的方法及初步实验结果。     

直线度误差分离方法的误差分析

在研究精密和超精密加工技术的发展对直线度误差分离技术所提出的新要求的基础上 ,定量分析了传感器初始对准误差 ,忽略摆角误差和传感器漂移特性差异在时域和频域直线度误差分离方法中造成的误差 ,同时指出了频域方法中权系数对测量误差的放大作用。并讨论了一些消除误差的方法。最后由此得出两点法与三点法相结合的组合方法是最适用于超精密直线度测量的误差分离方法的结论。     

多轴数控机床的通用运动学综合空间误差模型

提出了一种适用任意结构多轴数控机床的新通用运动学综合空间误差模型。该模型包含了由于制造、安装、运动控制不精确和刀具、床身、工件热变形以及其它因素引起的初始位置误差与运动误差 ,反应了机床误差的实际变化规律 ,对机床工作区误差适时全补偿特别有效。为了发展该新型误差模型 ,运用了多体系统运动学理论和齐次变换矩阵。最后 ,利用所述建模理论和方法 ,给出了 3轴立式数控机床的空间误差模型表达式 ,并分析了其 36种误差成分的变化规律     

一种实时对中监测装置原理及误差分析研究

设计出了一种可实现实时对中监测的装置。该装置可以在静态和设备运行时进行对中状态监测,还可对设备或轴系引起的对中状态改变量进行测量。介绍了该装置的结构原理,并对其结构误差进行了讨论,结果表明,该装置的误差很小,可以很好满足工程需要。同时,还对该装置的装配误差进行了分析。     

一种超长突发错误的纠错编码方法

简要介绍了在数据传输过程中提高可靠性的几种差错控制方法,详细陈述了前向纠错中的卷积交织编码,并提出了一种采用卷积交织纠超长突发错误的编码方法,给出了实现该编码的软件流程框图,解决了数传中不好解决的超长突发错误的自动纠错问题。     

某型多管火箭炮射击精度对重复毁伤影响

基于射击学理论和毁伤理论,采用矩阵法,建立了某型多管火箭炮射击的重复毁伤分析模型,研究了该型多管火箭炮射击误差对重复毁伤的影响,得出了射击诸元误差和射击散布误差变化对重复毁伤影响的具体规律和二者之间的不同。研究结论对于弹道修正火箭弹设计精度指标确定、弹药消耗规律研究及作战指挥决策具有参考意义。     

光电稳定机构指向误差建模与敏感度分析

光电稳定机构在武器装备的侦察、瞄准设备中应用广泛,其光轴指向误差直接影响着目标探测、识别的准确性.在加工和装配过程中难以避免的机构几何误差是指向误差的重要来源.基于多体系统运动学理论的误差建模方法,以两轴式稳定机构为例,建立了基于几何误差的指向误差模型.并通过误差模型的概率分析和误差敏感度的构建,比较了各项几何误差的影响程度.此方法既可在设计阶段用于指向误差的评估和几何误差的分配,也可在调试阶段用于几何误差标定.