基于MATLAB优化工具箱的机械产品形状误差评定系统研究

发布时间：2017-03-22 00:10

  本文关键词：基于MATLAB优化工具箱的机械产品形状误差评定系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 形位误差对机械零件质量有重要的影响。在坐标测量机上进行测试形位误差理论和其评定方法的研究，具有十分重要的工程应用价值。本文根据目标的定义和评定标准，利用MATLAB软件稳定的优化工具箱，提出一种基于MATLAB的形状误差评定方法，，并开发相应的工程应用软件系统。通过对形状误差评定系统的研究，有以下成果和结论： (1)根据国家标准中形状误差(直线度、平面度、圆度、圆柱度)的定义和评定标准，建立了形状误差评定的优化求解数学模型。对高维形状误差(圆柱度、任意方向直线度)作了相应的简化，降低了优化求解的难度。 (2)根据结构化程序开发和面向对象程序开发的要求，将形状误差评定软件系统分解为各子系统：直线度求解系统、平面度求解系统、圆度求解系统、圆柱度求解系统，然后再细分为各功能模块。最后完成在MATLAB环境下软件的开发。 (3)针对形状误差评定系统中的关键问题：优化算法的选用及其测试、平面度和圆柱度数据可视化问题、如何利用MATLAB句柄图形概念和功能实现图形的编辑和渲染。逐一给出了解决方案，而最后的运行结果也表明了方案的有效性。 (4)参照三坐标机形状误差评定软件，开发出了界面友好、使用方便、便于理解的人机界面。最后，针对具体实例，以三坐标机求解结果为参照，对直线度、平面度、圆度、圆柱度求解子系统进行了逐一测试。求解结果表明，该系统求解结果正确、求解效率也较高。
【关键词】：形状误差 CMM 优化算法 MATLAB
【学位授予单位】：四川大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：TG83
【目录】：

• 1 绪论8-15
• 1.1 形状误差评定软件系统的研究意义8-9
• 1.2 形位误差评定方法的国内外研究现状9-10
• 1.3 三坐标机测量方法及其运用10-11
• 1.3.1 三坐标机测量方法与常规方法的差别10-11
• 1.3.2 三坐标测量机的运用11
• 1.4 MATLAB软件简介和优点11-13
• 1.4.1 数学软件简介11-12
• 1.4.2 MATLAB软件数值计算12
• 1.4.3 MATLAB软件强大的图形可视化功能12-13
• 1.4.4 MATLAB与应用程序的接口13
• 1.5 课题来源和研究内容13-15
• 1.5.1 课题来源13
• 1.5.2 研究内容13-15
• 2 形状误差评定系统相关理论及数学建模15-35
• 2.1 优化算法概念15-19
• 2.2 插值19-20
• 2.3 直线度建模20-24
• 2.3.1 直线度定义和直线度评定方法20-22
• 2.3.2 在给定方向或给定平面内直线度评定数学模型22-24
• 2.4 平面度建模24-26
• 2.4.1 平面度定义及评定方法24
• 2.4.2 最小包容区域法24-25
• 2.4.3 最小二乘法25-26
• 2.4.4 对角线平面法和三远点平面法26
• 2.5 圆度建模26-29
• 2.5.1 圆度的定义和评定方法26
• 2.5.2 最小区域圆法建模26-27
• 2.5.3 最小二乘圆法建模27-28
• 2.5.4 最小外接圆法建模28
• 2.5.5 最大内接圆法建模28-29
• 2.6 圆柱度建模29-32
• 2.6.1 圆柱度定义和评定方法29
• 2.6.2 最小区域圆柱法29-30
• 2.6.3 最小二乘圆柱法30-31
• 2.6.4 最小外接圆柱法31
• 2.6.5 最大内接圆柱法31-32
• 2.7 任意方向直线度建模32-34
• 2.7.1 最小区域法32-33
• 2.7.2 最小二乘法33
• 2.7.3 两端点连线法33-34
• 2.8 小结34-35
• 3 形状误差评定系统总体方案与软件结构35-44
• 3.1 形状误差评定软件系统总体结构35
• 3.2 直线度程序结构35-38
• 3.3 平面度程序结构38-41
• 3.4 圆度程序结构41-42
• 3.5 圆柱度和任意方向直线度程序结构42-44
• 4 形状误差评定软件开发的关键技术44-56
• 4.1 最优化算法的选择和测试44-49
• 4.1.1 MATLAB优化工具箱简介44-46
• 4.1.2 最优化算法测试46-49
• 4.2 形状误差数据可视化技术49-53
• 4.2.1 散乱数据插值概念49-51
• 4.2.2 平面度数据可视化方法及效果51-52
• 4.2.3 圆柱度数据可视化的方法和步骤52-53
• 4.3 图形编辑和图形句柄技术的实现53-55
• 4.4 小结55-56
• 5 形状误差评定软件GUI界面设计56-64
• 5.1 用户界面的设计原则56-57
• 5.2 MATLAB的GUI界面制作方法57-59
• 5.2.1 界面编辑器简介57
• 5.2.2 菜单的制作方法57-58
• 5.2.3 GUI界面控件制作58-59
• 5.3 形状误差求解程序界面功能介绍59-63
• 5.4 小结63-64
• 6 形状误差评定系统运行实例64-75
• 6.1 直线度算例64-67
• 6.1.1 在给定平面内直线度64-66
• 6.1.2 在给定方向上直线度66
• 6.1.3 在任意方向直线度66-67
• 6.2 平面度算例67-69
• 6.2.1 计算数据及结果67-69
• 6.2.2 计算结果及数据可视化69
• 6.3 圆度算例69-72
• 6.3.1 计算数据及计算结果69-71
• 6.3.2 计算结果及数据可视化71-72
• 6.4 圆柱度算例72-74
• 6.4.1 计算数据及结果72-74
• 6.4.2 数据可视化74
• 6.5 小结74-75
• 7 结论和展望75-76
• 参考文献76-79
• 声明79-80
• 致谢80

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 林翔;;空间直线度误差新算法及其编程[J];佛山科学技术学院学报(自然科学版);2012年01期

2 林翔;游贵荣;江速勇;陈玉霞;;基准为空间直线的平行度误差高精度评定程序研发[J];惠州学院学报(自然科学版);2011年06期

3 刘勇;曾理;;工业CT图像的管道圆柱度误差测量[J];计算机工程与应用;2011年13期

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 苏娜;自由曲线、曲面轮廓度误差评定及其可视化研究[D];华东理工大学;2011年

2 李振华;基于VC++和MATLAB的铰链四杆机构综合的软件开发[D];中南林业科技大学;2007年

3 尚俊峰;基于GPS的不确定度评定关键技术及其应用研究[D];郑州大学;2011年

4 李淑娟;基于坐标测量数据的形状误差评定软件包的开发[D];西安理工大学;2006年

5 郑雪梅;基于CSCW的协同计算环境应用研究[D];山东师范大学;2006年

6 袁娜;基于激光干涉原理的准直技术的研究[D];天津大学;2006年

7 张相春;汤原断陷源岩成烃化学动力学特征及其应用研究[D];河北工业大学;2007年

8 刘勇;基于工业CT的管道圆柱度测量与内表面显示算法研究[D];重庆大学;2010年

9 连慧芳;形位误差测量的不确定度评定[D];合肥工业大学;2010年

10 崔宇清;基于平面度原位检测的可调铣削夹具设计[D];山东大学;2013年

  本文关键词：基于MATLAB优化工具箱的机械产品形状误差评定系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：260537