基于多偏置误差分离的航空发动机低压涡轮轴同轴度测量方法
发布时间：2023-10-12 01:35
航空发动机作为“工业王冠上最耀眼的明珠”,是“中国制造2025”的重点研究领域之一。低压涡轮轴是贯穿整个航空发动机多级转子系统、保证同轴度的关键部件,具有超大长径比的特点,是典型的细长阶梯轴。由于其特殊结构,导致测量系统的多偏置误差如偏心、倾斜、测头偏移等被引入和传递,相互耦合并被放大,严重降低同轴度测量精度,造成航空发动机剧烈振动,缩短无故障时间和寿命。因此,亟需开展航空发动机低压涡轮轴同轴度测量方法的研究,提高测量精度。针对系统误差影响低压涡轮轴测量精度的问题,本文提出一种基于多偏置误差分离的同轴度测量方法。该方法通过建立低压涡轮轴圆柱轮廓测量和误差分离模型获取“纯净”的表面轮廓数据,在此基础上,提出非等间隔形态学滤波和同轴度智能评定算法,进而实现航空发动机低压涡轮轴同轴度准确测量。主要研究内容包括:首先,针对传统测量模型的原理缺陷,建立多偏置误差圆柱轮廓测量模型。基于低压涡轮轴的结构特点及测量工艺,对同轴度测量的多误差源进行辨识和影响机理剖析,建立七偏置误差测量模型。基于传统测量模型,分析偏置误差对圆柱轮廓测量的影响规律,以及偏置误差、轮廓半径、采样高度复合作用对圆柱轮廓测量的影...
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的目的和意义
1.2 本课题相关的国内外研究现状
1.2.1 圆柱轮廓测量模型研究现状
1.2.2 偏置误差分离技术研究现状
1.2.3 表面滤波技术研究现状
1.2.4 同轴度评定算法研究现状
1.3 本课题的主要研究内容
第2章 多偏置误差圆柱轮廓测量模型构建
2.1 引言
2.2 多偏置误差源辨识及影响机理分析
2.2.1 偏心误差
2.2.2 倾斜误差
2.2.3 传感器测头偏移误差
2.2.4 测头半径误差
2.2.5 测头支杆倾斜误差
2.2.6 水平导轨倾斜误差
2.2.7 竖直导轨倾斜误差
2.3 七偏置误差圆柱轮廓测量模型
2.4 偏置误差对圆柱轮廓测量精度的影响分析
2.4.1 双参数测量模型的原理误差
2.4.2 单偏置误差对圆柱轮廓测量精度的影响
2.4.3 偏置误差对轮廓测量精度的影响权重
2.4.4 综合偏置误差对圆柱轮廓测量精度的影响
2.5 偏置误差与半径、高度复合作用对轮廓测量精度的影响
2.5.1 单偏置误差与半径、高度复合作用对测量的影响
2.5.2 综合偏置误差与半径、高度复合作用对测量的影响
2.6 本章小结
第3章 基于参数估计的多偏置误差分离方法
3.1 引言
3.2 检定参数测量方法研究
3.2.1 基于自准直仪的角度测量方法
3.2.2 基于机器视觉的角度测量方法
3.3 基于参数寻优估计的多偏置误差求解方法
3.3.1 Nelder-Mead寻优算法
3.3.2 基于Nelder-Mead算法的多偏置误差求解方法
3.4 基于参数估计的多偏置误差分离方法仿真分析
3.4.1 偏置参量估计准确性仿真
3.4.2 误差分离效果仿真
3.5 本章小结
第4章 基于形态学滤波和智能算法的同轴度评定方法
4.1 引言
4.2 基于非等间隔采样的三维形态学滤波器设计
4.2.1 偏置误差对真实采样角度的影响
4.2.2 非等间隔三维形态学滤波器设计
4.2.3 非等间隔形态学滤波方法仿真分析
4.3 基于智能算法的同轴度误差评定方法
4.3.1 基于遗传算法的同轴度评定方法
4.3.2 基于支持向量回归的同轴度评定方法
4.4 基于形态学滤波的同轴度评定方法仿真分析
4.5 本章小结
第5章 低压涡轮轴同轴度标准器测量实验验证
5.1 引言
5.2 低压涡轮轴同轴度标准器实验装置
5.3 多偏置误差测量模型及分离方法验证实验
5.4 非等间隔滤波及同轴度评定方法验证实验
5.5 低压涡轮轴同轴度标准器综合测量实验
5.6 同轴度测量不确定度评定
5.7 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
本文编号：3853190
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的目的和意义
1.2 本课题相关的国内外研究现状
1.2.1 圆柱轮廓测量模型研究现状
1.2.2 偏置误差分离技术研究现状
1.2.3 表面滤波技术研究现状
1.2.4 同轴度评定算法研究现状
1.3 本课题的主要研究内容
第2章 多偏置误差圆柱轮廓测量模型构建
2.1 引言
2.2 多偏置误差源辨识及影响机理分析
2.2.1 偏心误差
2.2.2 倾斜误差
2.2.3 传感器测头偏移误差
2.2.4 测头半径误差
2.2.5 测头支杆倾斜误差
2.2.6 水平导轨倾斜误差
2.2.7 竖直导轨倾斜误差
2.3 七偏置误差圆柱轮廓测量模型
2.4 偏置误差对圆柱轮廓测量精度的影响分析
2.4.1 双参数测量模型的原理误差
2.4.2 单偏置误差对圆柱轮廓测量精度的影响
2.4.3 偏置误差对轮廓测量精度的影响权重
2.4.4 综合偏置误差对圆柱轮廓测量精度的影响
2.5 偏置误差与半径、高度复合作用对轮廓测量精度的影响
2.5.1 单偏置误差与半径、高度复合作用对测量的影响
2.5.2 综合偏置误差与半径、高度复合作用对测量的影响
2.6 本章小结
第3章 基于参数估计的多偏置误差分离方法
3.1 引言
3.2 检定参数测量方法研究
3.2.1 基于自准直仪的角度测量方法
3.2.2 基于机器视觉的角度测量方法
3.3 基于参数寻优估计的多偏置误差求解方法
3.3.1 Nelder-Mead寻优算法
3.3.2 基于Nelder-Mead算法的多偏置误差求解方法
3.4 基于参数估计的多偏置误差分离方法仿真分析
3.4.1 偏置参量估计准确性仿真
3.4.2 误差分离效果仿真
3.5 本章小结
第4章 基于形态学滤波和智能算法的同轴度评定方法
4.1 引言
4.2 基于非等间隔采样的三维形态学滤波器设计
4.2.1 偏置误差对真实采样角度的影响
4.2.2 非等间隔三维形态学滤波器设计
4.2.3 非等间隔形态学滤波方法仿真分析
4.3 基于智能算法的同轴度误差评定方法
4.3.1 基于遗传算法的同轴度评定方法
4.3.2 基于支持向量回归的同轴度评定方法
4.4 基于形态学滤波的同轴度评定方法仿真分析
4.5 本章小结
第5章 低压涡轮轴同轴度标准器测量实验验证
5.1 引言
5.2 低压涡轮轴同轴度标准器实验装置
5.3 多偏置误差测量模型及分离方法验证实验
5.4 非等间隔滤波及同轴度评定方法验证实验
5.5 低压涡轮轴同轴度标准器综合测量实验
5.6 同轴度测量不确定度评定
5.7 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
本文编号：3853190
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