一、谐波分析技术在回转体测量中的应用（论文文献综述）
段茹茂[1]（2020）在《基于涡流效应的金属回转体表面缺陷检测方法研究与应用》文中指出金属回转体被广泛应用在建筑、车企、航天、水利等多个领域,但其在生产或使用过程中极易产生缺陷,对企业的经济效益和使用人员的安全造成影响。为及时发现金属回转体存在的缺陷,必须定期对金属回转体进行缺陷检测,国内企业所用的检测设备主要以引进为主,提高了检测成本。本课题为实现金属回转体表面缺陷的检测,系统地研究涡流缺陷检测技术,开发了一套简单实用的缺陷检测系统,可以满足对金属回转体表面裂纹等缺陷检测的需求。该检测系统以电涡流传感器、角度传感器、数据采集卡等为基础,结合自行开发的检测程序和设计的自动化平台而建立的,该检测装置使用方便、操作简单,可以精确的检测到金属回转体表面及近表面的缺陷位置。由于涡流检测信号易受其他因素影响。本文利用不同激励频率、提离、检测速度等因素对输出信号敏感度不同的特点,通过对金属回转体表面缺陷检测参数的试验研究,最终确定出最佳工作参数组合,提高检测结果的准确性和可靠性。本文主要完成了以下工作:（1）阐述了电涡流金属表面缺陷检测的工作原理,分析了影响涡流检测金属表面缺陷效果的各种因素,给出了由角度信号和位移信号确定回转件表面缺陷位置的算法和实现思路,提出了最佳的工作参数组合。（2）在分析问题特点和现场实际需求的基础上,提出了检测装置的总体方案并完成了工程设计和制作。检测装置包括硬件和软件两个部分。通过这两部分的合理组合,实现了对金属回转体表面缺陷定位的目的。（3）完成了检测系统有关元件的设计、计算和选型等工作。定制了合适的电涡流传感器、选取了合适的角度传感器、数据采集卡等相关设备,完成了检测装置的安装调试和使用试验。（4）总体规划了软件系统的功能和实现方案,利用labview编程,完成了检测装置软件系统的设计与开发;实现了电涡流传感器、角度传感器信号实时波形的显示;具备了对检测到的缺陷信号进行自动报警、显示、记录等功能,还可对要求得数据信息进行保存等操作。（5）研究了检测频率、提离、检测速度与输出信号的关系,并得出最佳检测参数的范围,提高了后续缺陷检测的准确性。试验结果证明:检测系统稳定性强,可以精确检测到缺陷具体位置,还可以根据具体检测结果识别缺陷类型,预测裂纹深度。通过这些研究为检测系统设计和裂纹尺寸量化提供理论基础。
张号[2]（2019）在《多功能扫描开尔文探针测量方法研究》文中认为扫描开尔文探针技术（Scanning Kelvin probe force microscopy,S-KPFM）能够实现表面电势的纳米级分辨率成像,是材料表面电学特性研究的重要手段之一。微纳界面和结构更加精细和复杂的发展趋势,对S-KPFM提出了更高的要求。目前,S-KPFM测量参数单一、分辨率有限,并且很难实现三维结构的表面电势测量。针对以上不足,本文从S-KPFM的模型和理论仿真分析入手,深入开展了开环测量方法、新型开尔文探针设计与制备、多参数同步测量方法,以及深沟槽和回转体结构的三维测量方法的研究,弥补了现有S-KPFM的不足,将拓展该测量技术在表/界面研究中的应用。研究了基于双频激励调制的开环开尔文探针测量方法（Dual-frequency modulation open-loop KPFM,DFOL-KPFM）。该方法通过叠加一个低频正弦电激励来调制探针二阶模态的振幅,然后采用所建立的求解模型,计算出样品的表面电势。原位表征实验结果表明所提出的DFOL-KPFM与传统闭环KPFM的性能相当。另外,验证了所提出方法可实现导体、半导体和绝缘体材料的表面电势高精度测量。分析了悬臂梁均化效应在表面电势测量中的影响因素,研究了抑制均化效应的T状悬臂梁开尔文探针测量方法,并制备了T状悬臂梁探针。仿真分析结果表明,由于T状悬臂梁探针的结构对称性,采用其扭转信号为表面电势测量反馈信号,可有效抑制振幅调制（Amplitude modulation,AM）模式下悬臂的均化效应。同时,探针法向弯曲与扭转变形正交降低了测量信号的串扰,有效提高了AM-KPFM的能量分辨率。与传统方法的对比实验结果验证了所提出方法抑制悬臂均化效应的能力。开展了峰值力调制的多参数开尔文探针测量方法（Multiparametric KPFM,MP-KPFM）的研究。在测量过程中探针与样品周期性接触与分离:探针与样品接触时,测量形貌与纳米力学特性;探针抬起时,测量粘附力与表面电势。实验结果表明MP-KPFM与传统AM-KPFM表面电势测量性能相当。另外,设计并制备了由高阻尼聚合物悬臂和硅针尖组成的复合探针,满足了高机械带宽、多参数测量的需求。与传统硅探针相比,复合探针的机械带宽提高了4倍。开展了三维开尔文探针测量方法的研究。采用大长径比光纤探针,解决了三维结构/器件中大深宽比沟槽底面表面电势测量的难题,且有效降低了探针悬臂的均化效应。该方法已成功应用于生物燃料电池深孔结构的测量。针对回转体三维表面电势的测量难题,构建了集样品安装、位姿调整和旋转测量于一体的多功能开尔文探针测试平台,实现了微米级回转体表面电势360°旋转测量。氧化锌微米线的测量结果验证了所提出方法的可行性。综上所述,本文研究的双频激励调制开环开尔文探针测量方法、基于T状悬臂梁探针扭转信号的开尔文探针测量方法、基于力-位移曲线的多参数同步测量开尔文探针方法以及面向特定三维结构测量的三维开尔文探针测量方法,为表面电势的表征研究提供了新方法和系统,在表面科学领域具有重要的应用前景。
李加福[3]（2019）在《壳段厚度在位激光三角测量技术研究》文中进行了进一步梳理在运载火箭中含有大量的薄壁壳段部件,其壁厚过薄会降低火箭主体结构的强度,过厚则会降低火箭的有效载荷。为了保证壳段的加工质量,需要对其厚度的三维分布进行测量。但是,在现有的壳段厚度测量方法中,以激光三角法为代表的线下测量方式不利于壁厚超差部位的定位和修复,以超声波为代表的在位测量方法因逐点接触测量的技术特点而存在测量效率较低的问题。因此,对壳段厚度在位激光三角测量方法的研究具有一定的必要性和必然性。本文提出的壳段厚度测量方法的核心是将固定有两个激光位移传感器的夹具装卡于铣床主轴上,借助于铣床的运动实现被测件厚度三维分布的连续测量。显然,待测件表面形貌的多样性及其安装位置的随机性,限制了传感器测量线方向的准确性,成为制约壳段厚度在位测量精度的主要因素。因此,本文的研究工作围绕提高圆筒状壳段厚度在位测量精度这一主题展开,从理论分析和实验研究两个方面对涉及到的若干关键技术问题进行了探讨,具体内容如下:建立了基于两个激光位移传感器的壳段厚度在位测量几何模型,分析了在位测量过程中被测件、传感器等部件安装误差对厚度测量结果的影响;基于复杂物面的激光散射理论,建立了考虑物体表面几何特性的激光传感器位移测量误差模型,分析了倾斜角、曲率等参数对单个传感器以及圆筒状壳段厚度测量结果的影响。分析结果表明,对于在待测壳段内外两侧对称布置的传感器而言,由倾斜角、表面曲率等物面几何特性引起的传感器原理性误差能够相互补偿或者基本忽略,而两个激光传感器及其与铣床、被测件之间位置关系的准确性是决定厚度测量精度的关键因素。针对在位测量中各部件相对位姿的准确性与厚度的测量精度之间相互制约的问题,构建了一种双偏置参数圆筒状壳段壁厚测量模型。借助于基于相关理论的相位差计算方法、差分算法实现了模型中待测件安装偏心距和传感器测量线偏移量参数的准确估计,进而从两个激光位移传感器测量值中提取出对应的厚度值。利用蒙特卡洛法对该方法的测量不确定度进行了分析,仿真结果表明该模型能够提高壳段厚度的在位测量精度。针对双位移传感器测厚中对射激光束共线调节这一共性核心问题,提出了一种基于双分光棱镜的激光束空间视觉定位方法,建立了四个光斑图像中心点坐标与两个传感器测量线相对姿态间的数学模型。结合拉格朗日非线性分解理论,根据最小类间方差目标函数对图像直方图进行迭代分解,以实现图像光斑区域最优边界对应分割阈值的快速提取,进而提高激光光斑中心的拟合精度。对激光束共线检测方法的误差进行了分析,与壳段厚度测量中传感器共线性允差的对比表明该方法满足设计要求。针对未知噪声频率信息条件下壳段厚度连续测量数据的去噪问题,提出了一种基于模态分解算法的改进自适应滤波方法。对经验模态分解、变分模态分解算法进行了改进及性能分析,并联合上述两种方法将厚度数据分解为若干个固有模态函数。然后,提出了固有模态函数瞬时能量概率的概念,结合离散Hellinger概率分布距离理论判断固有模态之间的信噪分界点,从而实现对信号的重构及滤波处理。对壳段厚度数据的仿真和实验处理结果表明,在无需选择基函数、分解层数的前提下,所提方法的去噪性能优于现有小波滤波方法。最后,对本文中提出的激光束共线检测方法、基于双激光位移传感器的壳段厚度在位测量方法进行了实验验证,搭建了相应的测试平台,通过对标准量块、待测件安装偏心距的测量分别验证了所提方法的有效性。
王新征[4]（2017）在《大型回转体超声成像检测技术研究》文中进行了进一步梳理大型回转体如涡轮盘、突防舱、弹体舱段毛坯锻件、压力容器等,在航天、航空、电力等领域设备中应用广泛,在连接与承载部位具有重要的地位。为了保证设备的可靠性与安全性,大型回转体内部缺陷如裂纹、夹渣、气泡等的检测必不可少。由于回转体结构尺寸较大,往往含有复杂曲面,故而这类零部件内部缺陷检测多采用手工超声探伤方式,检测结果依赖于操作者的经验,检测效率低、人为误差大、数据少,无法满足工业探伤的需求。随着工业检测要求的不断提高以及电子技术的飞速发展,迫切需要检测效率高、直观反映材料内部质量、工件型号曲面适应性强、结果精确可靠、可定量分析的超声成像检测系统,超声图像处理方面的关键技术如何更好的应用于回转体实时无损检测,依然是一个亟待解决的难题,因此研究针对大型回转体的超声成像检测技术具有重要的实际与理论意义以及广阔的应用前景。本文根据大型回转体特点,构建了多自由度的超声成像检测系统,在对超声成像检测原理研究的基础上,设计了基于距离波幅曲线（Distance Amplitude Curve,DAC）校正的超声C扫描及三维立体成像技术,结合曲面分块与反求技术规划了路径,以降低成像复杂度,获取更为精确直观的检测图像,并在精确提取与显示缺陷信息方面进行了理论与实验研究,论文创新内容具体如下:（1）在研究超声传播特性与检测方法原理的基础上,根据大型回转体的结构特征,设计了多自由度超声成像检测系统,并将DAC校正技术引入到C扫描成像及三维立体成像中,使得检测图像能够避免材料衰减、近场效果等因素影响,在保留常规成像功能的同时,提高检测精度,增强缺陷当量尺寸、深度显示的直观性。（2）在超声探头运动学模型与回转体结构分析的基础上,研究了曲面分块与反求技术相结合的路径规划方法。针对具有不可等距展开曲面大型回转体平面成像问题,提出了快速Isomap曲面展开算法,以解决原始采集数据显示操作缓慢,平面成像存在畸变等问题。展开后的平面数据点与原始检测点存在一一对应的数据关系,使得检测时既可通过展开图像观测和计算全局缺陷分布情况,又能直接采用原始检测点进行验证,提高展开精度,增强测量可靠性。曲面展开后图像缺陷分布情况也可应用于原始数据的压缩。（3）针对成像过程中出现的超声乘性噪声,结合非下采样Contourlet变换（Nonsubsampled contourlet,NSCT）与保边缘自蛇模型进行了去噪算法研究,该算法首先对超声图像进行对数处理,利用NSCT分解获取图像高频与低频系数,对含噪系数进行改进BiShrink阈值处理,利用保边缘自蛇模型对去噪时产生的伪迹进行消除,对比实验证明了算法的有效性。（4）针对超声图像受灰度不均、对比度低、伪影影响所导致的缺陷提取误差较大的问题,建立了基于熵与局部信息的伪影偏差场修正Chan-Vese（CV）模型,模型利用分割目标与背景区域的熵与局部信息,自适应调节区域演化权重,通过伪影指示函数及Retinex理论,消除伪影及偏差场对分割的影响,对比实验表明算法能够在上述影响因素的干扰下,实现缺陷区域的准确提取。（5）针对检测体数据坐标轴分辨率不一致、重建易出现结构断裂等问题,提出了多分辨率曲率配准的层间插值算法,首先将相邻序列图片进行多分辨率分层,采用改进的对称曲率配准模型,从低分辨率图像逐层配准至高分辨率,以减少计算时间,提高计算效率,实验证明了提出的方法可改善层间插值图像边缘模糊现象,提高体数据的层间分辨率,满足应用要求。最后,利用DAC校正成像技术对大型锥环形回转体进行成像检测及三维立体重构,实际检测效果验证了本文去噪、分割、展开及DAC校正的三维立体成像技术的可靠性,证明了本文成像技术、图像处理算法可以有效的估计和显示缺陷尺寸、深度等三维立体信息。
苏长青,孙业翔,屈力刚,叶柏超,杨野光[5]（2016）在《基于谐波理论的轴孔特征误差分离与表面形貌预测》文中提出轴孔零件作为机械产品中应用最为广泛的核心零件趋于向高精度、高强度、多元化方向发展,其质量控制和质量评价至关重要。针对轴孔零件的形位误差分离问题,在研究了传统的误差分离技术和谐波理论的基础上,提出了轴孔零件形位误差的谐波分离方法。根据在零件上测得的周期性数据,分析了各次谐波误差的产生机理,提出了控制低次谐波误差的措施。利用空间点矢量法获得了测量点实际位置,结合拟合算法对零件表面形貌进行了预测。通过实验验证了形位误差谐波分离和表面形貌预测方法的准确性和合理性,为轴孔零件的表面质量评价和预测提供一种新的思路。
苏长青,孙业翔,叶柏超,陈靖乐[6]（2016）在《改进Halton序列在回转体检测采样点分布中的应用》文中指出随着国家经济的高速发展,在航空、航天、国防、造船、机械等领域对回转体零件的需求日益增加,零件产品的质量保证和质量检验作为生产制造环节中的重要环节,受到了广泛的重视。在回转体测量过程中,采样点的数量及分布直接决定了回转体的测量精度和结果。在Halton序列的基础上,利用Von Neumann-Kakutani变换和线性加扰的方法对Halton序列进行随机化和置乱化,获得了改进Halton序列模型。根据改进Halton序列来确定测量点的分布情况,并进行了相应的实验验证。实验结果表明,应用改进Halton序列进行测量点布置后的测量精度高于测量机自身软件的布点策略。
孙业翔[7]（2016）在《基于MBD的数字化检测工艺规划技术研究》文中研究表明本文在分析了国内外学者关于MBD技术与数字化检测技术研究现状的基础上,针对零件检测过程中的检测工艺规划问题,研究了基于MBD的数字化检测工艺规划技术,并对接触式测量过程中的相关技术进行了深入的讨论。首先,分析了国内外学者关于MBD技术及数字化检测技术的研究现状,研究了MBD模型数据集传递过程以及数字化检测技术的基本原理与概念,根据MBD模型的数据结构建立了检测工艺模型。其次,针对数字化检测过程中缺少较合理的检测工艺分工规划的现状,分析了影响检测工艺分工的相关因素,提出了以检测单元为基本单位的工艺分工方法。以物理检测单元的集合作为设备集,逻辑检测单元的集合为方法集,通过逻辑映射的方法根据被测零件所需逻辑检测单元生成物理检测单元,并对物理检测单元进行优化组合形成可执行检测工艺路线,完成检测工艺分工。再次,研究了基于特征的检测工艺规划技术。分析了影响被测特征测量点数的主要因素,将影响因素量化,得到规则曲面与多特征复杂平面的测量点数公式。在研究了现有测量点分布策略的基础上,根据被测特征的几何拓扑关系,提出了基于改进Halton序列和基于特性形心划分的测量点分布策略。在零件中进行实际测量,验证了所提出的测量点公式及分布策略的合理性。最后,研究了被测零件测量结果分析与表面质量预测的方法。应用傅里叶变换将获得的被测零件中圆柱度误差,分离成各次谐波误差,根据各次谐波误差的物理意义和产生机理对其进行控制,以达到降低零件误差的目的。根据被测特征的测量数据,利用空间点矢量法获取其实际位置,通过拟合实际特征表面对其质量进行预测。
郭敬滨,曹红艳,王克新,齐永岳[8]（2014）在《转台分度误差的检定及补偿模型的建立》文中研究指明用误差补偿的方法提高转台分度精度是一种经济、有效的技术措施,用比较法对转台的分度误差进行了检定,并分析了其测量不确定度;从转台分度误差的来源出发,根据转台分度误差的周期性等特点和谐波分析的结果,并结合最小二乘法、三次样条插值、傅里叶级数拟合3种模型的特点,通过分析,选择傅里叶级数作为转台分度误差的补偿模型,并对3种模型的拟合效果进行了比较.应用傅里叶级数模型对精度为17.82″的转台进行补偿,补偿后转台的分度误差最大值为2.36″,从而验证了分度误差模型的正确性和可行性.
郭敬滨,曹红艳,王克新,齐永岳[9]（2014）在《转台分度误差检测及补偿技术的研究》文中提出采用0.3″的精密多齿分度台与平面反射镜组合,对转台分度误差进行检测。针对多齿分度台安装倾斜对检测结果产生影响的问题,提出了利用双轴光电自准直仪Y轴读数补偿调整误差的方法。根据转台分度误差是由多次谐波叠加的特点,采用谐波分析的方法对测量得到的离散数据进行拟合处理,得到用于转台分度误差补偿的连续曲线模型。对分度误差为17.82″的转台进行实测和误差补偿,补偿后转台的最大分度误差为2″。
黄丽玲[10]（2013）在《机械零件表面波形特征识别的理论与应用研究》文中研究表明机械零件的形位精度由形位误差的大小反映，它是保证零件互换性的重要技术指标，因此，如何获得零件形位误差的准确测量结果一直以来都是该领域的研究重点。零件形位误差的测量主要包括提取、滤波、拟合以及误差评定等环节，其中提取是首要环节，它对形位误差测量结果的准确性与测量效率均具有重要影响。迄今，无论在学术界还是在工程界都未建立形位误差测量的提取准则，故从事这方面的研究具有重要的意义。提取是对零件实际形位的几何要素（连续信号）进行离散采样，并要求采样后的离散信号能不失真地反映零件形位误差信息的操作。因此，合理的提取是既能得到形位误差的准确测量结果，又能有较高的测量效率。要得到满足上述要求的提取准则必须先识别出零件表面波形信号的特征规律，包括信号的构成、信号的频谱和误差统计特征等。本文从识别机械零件表面波形信号特征的角度展开分析，研究形位误差测量提取准则的确定问题。任何零件的表面几何形状都可分解为简单的几何要素线的组合，如平面可以分解成相互正交的几何要素直线的组合、圆柱表面可以分解成间隔的素线（几何要素直线）和间隔的圆周线（几何要素圆周线）的组合等。因此，对零件表面波形信号特征的识别可细化为对其几何要素线特征的识别。本文从最基础的直线度误差的几何要素直线入手，研究其谐波特征和误差统计特征。对几何要素直线周期延拓后展开成傅里叶级数，从而获取其频谱图，在图上无法找到信号的最高次谐波成分，这说明标准中建议的奈奎斯特采样定理无法直接用于确定提取点数；采用统计直方图和假设检验方法研究几何要素直线的误差统计特征，发现信号主要由确定性误差和随机性误差两部分构成，这两部分误差在直线度信号中所占比重的不同，导致其正态性检验结果存在不同程度的偏差。基于以上认识，本文提出了同时满足测量准确性和测量效率的最佳提取点数的概念，并采用误差分离方法分别得到确定性误差和随机性误差，对前者利用谐波分析方法得到其最佳提取点数n1，后者满足正态分布的规律，可采用计算机仿真方法得到其最佳提取点数n2。由于n2远大于n1，说明在研究直线度误差测量提取点数的确定问题时可忽略确定性误差的影响，采用以正态分布为仿真模型的计算机仿真方法确定出最佳提取点数。将研究成果应用于工程实际，得到不同长度和精度下的直线度误差测量的最佳提取点数表。本文研究的问题对于机械零件形位误差测量提取准则的建立具有重要的参考价值，研究成果可作为新一代GPS中有关提取点数问题的重要补充。
二、谐波分析技术在回转体测量中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、谐波分析技术在回转体测量中的应用（论文提纲范文）
（1）基于涡流效应的金属回转体表面缺陷检测方法研究与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 金属回转体检测研究现状 |
| 1.2.1 无损检测概述 |
| 1.2.2 金属回转体无损检测方法的研究现状 |
| 1.2.3 金属回转体表面缺陷无损检测系统的研究与应用现状 |
| 1.3 金属回转体表面缺陷检测方法的确定 |
| 1.4 论文的主要研究内容 |
| 2 涡流检测基本理论及应用 |
| 2.1 涡流检测基本原理 |
| 2.2 线圈阻抗分析 |
| 2.2.1 线圈的阻抗及归一化 |
| 2.2.2 引起线圈阻抗变化的因素 |
| 2.3 涡流检测的三大效应及影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 金属回转体表面缺陷检测系统总体方案设计及硬件选择 |
| 3.1 金属回转体表面缺陷检测系统总体方案设计 |
| 3.1.1 对金属回转体表面缺陷检测系统的基本要求 |
| 3.1.2 检测方法的确定 |
| 3.1.3 检测方案的确定 |
| 3.1.4 检测系统总体方案设计 |
| 3.2 检测平台设计 |
| 3.3 试验试件的选择与制作 |
| 3.3.1 被测体物理特性对涡流检测结果的影响 |
| 3.3.2 缺陷试样的制作 |
| 3.4 电涡流传感器类型及选择 |
| 3.4.1 电涡流传感器探头的选择 |
| 3.4.2 前置器的选择 |
| 3.4.3 涡流传感器的安装 |
| 3.4.4 涡流传感器的标定 |
| 3.5 角度传感器 |
| 3.6 数据采集卡 |
| 3.6.1 数据采集卡的介绍 |
| 3.6.2 数据采集卡采样频率的确定 |
| 3.7 检测系统的硬件总装 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 金属回转体电涡流检测系统的软件设计 |
| 4.1 程序总体设计原则及方案 |
| 4.1.1 程序设计的基本原则 |
| 4.1.2 设计方案 |
| 4.2 编程软件开发环境及流程 |
| 4.2.1 labview编程软件 |
| 4.2.2 软件开发流程 |
| 4.3 前面板设计 |
| 4.4 程序框图关键模块设计 |
| 4.4.1 信号采集模块 |
| 4.4.2 信号处理模块 |
| 4.4.3 信号保存模块 |
| 4.4.4 数据导出 |
| 4.4.5 通讯设计 |
| 4.5 检测系统设计 |
| 4.6 试验台的电气元件接线 |
| 4.7 信号传输系统的调试 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 金属回转体表面缺陷检测试验及分析 |
| 5.1 金属回转体表面缺陷检测试验总体说明 |
| 5.2 检测参数对缺陷检测信号灵敏度和可靠性影响 |
| 5.2.1 激励频率对检测信号灵敏度的影响研究 |
| 5.2.2 提离对检测信号灵敏度的影响研究 |
| 5.2.3 速度对检测信号灵敏度的影响研究 |
| 5.2.4 检测参数对缺陷检测可靠性的影响 |
| 5.3 缺陷信号分析试验 |
| 5.3.1 缺陷位置的确定 |
| 5.3.2 缺陷种类的识别 |
| 5.3.3 缺陷深度的分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（2）多功能扫描开尔文探针测量方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 表面电势测量技术 |
| 1.2.1 基于光电效应的光电发射电子显微镜技术 |
| 1.2.2 基于电子束感应电流的电子显微镜技术 |
| 1.2.3 基于静电相互作用的开尔文技术 |
| 1.2.4 表面电势测量技术简析 |
| 1.3 开尔文探针测量方法的国内外研究现状 |
| 1.3.1 传统KPFM研究现状 |
| 1.3.2 多参数KPFM研究现状 |
| 1.3.3 三维KPFM研究现状 |
| 1.3.4 KPFM研究现状简析 |
| 1.4 课题来源和本文的主要研究内容 |
| 1.4.1 课题来源 |
| 1.4.2 本文的主要研究内容 |
| 第2章 多功能开尔文探针测量实验平台设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 开尔文探针测量方法的工作原理 |
| 2.2.1 基于静电力反馈的KPFM |
| 2.2.2 基于静电力梯度反馈的KPFM |
| 2.3 开尔文探针力显微镜测量系统设计 |
| 2.3.1 原子力显微镜系统 |
| 2.3.2 多功能开尔文探针测量模块 |
| 2.4 微操作装配系统设计 |
| 2.4.1 双探针微操作系统 |
| 2.4.2 面向探针刚度标定的微操作 |
| 2.4.3 面向探针装配的粘接剂定量沉积 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 共振激励开环控制的表面电势测量研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 双频激励调制开环开尔文探针测量方法工作原理 |
| 3.3 双频激励调制开环开尔文探针测量方法性能测试 |
| 3.3.1 矫正因子标定 |
| 3.3.2 测量稳定性和能量分辨率 |
| 3.4 双频激励调制开环开尔文探针测量方法实验研究 |
| 3.4.1 实验样品制备 |
| 3.4.2 石墨烯原位表征对比实验 |
| 3.4.3 聚合物光栅表征 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 弱均化效应T状悬臂梁探针研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 悬臂均化效应的数值模拟 |
| 4.2.1 基于矩形梁探针法向信号的KPFM |
| 4.2.2 基于T状悬臂梁探针扭转信号的KPFM |
| 4.2.3 针尖长度与悬臂均化效应的关系 |
| 4.3 T状悬臂梁探针的设计与制备 |
| 4.3.1 T状悬臂梁探针的设计 |
| 4.3.2 T状悬臂梁探针的制备 |
| 4.3.3 T状悬臂梁探针的标定 |
| 4.4 基于T状悬臂梁的表面电势表征 |
| 4.4.1 能量分辨率 |
| 4.4.2 烟草花叶病毒的扫描成像 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于力-位移曲线的多参数同步测量研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于力-位移曲线的多参数开尔文探针测量方法 |
| 5.2.1 多参数开尔文探针测量方法工作原理 |
| 5.2.2 实验参数对测量结果的影响 |
| 5.2.3 测量稳定性和能量分辨率 |
| 5.2.4 石墨烯原位表征对比实验 |
| 5.2.5 聚合物光栅的多参数同步测量 |
| 5.3 基于高带宽复合探针的多参数开尔文探针测量方法 |
| 5.3.1 多参数开尔文探针测量方法的时间分辨率 |
| 5.3.2 复合探针的制备与性能测试 |
| 5.3.3 聚合物光栅的高速率多参数同步测量 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 三维结构表面电势测量研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 深沟槽底面表面电势测量方法研究 |
| 6.2.1 原子力显微镜探针的长径比 |
| 6.2.2 基于光纤探针的表面电势测量的数值模拟 |
| 6.2.3 基于光纤探针的多参数开尔文探针测量方法性能测试 |
| 6.2.4 深沟槽底面的多参数同步测量 |
| 6.3 回转体360°表面电势测量方法研究 |
| 6.3.1 回转体360°表面电势表征系统 |
| 6.3.2 微米级回转体样品制备 |
| 6.3.3 360°氧化锌表面形貌表征 |
| 6.3.4 360°氧化锌表面电势表征 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（3）壳段厚度在位激光三角测量技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景、研究目的和意义 |
| 1.2 壳段厚度测量方法研究现状 |
| 1.2.1 基于超声波的壳段厚度测量方法 |
| 1.2.2 基于激光三角法的壳段厚度测量方法 |
| 1.2.3 基于双目结构光的壳段厚度测量方法 |
| 1.2.4 壳段厚度测量仪器性能对比 |
| 1.3 激光三角测量技术中误差处理及位姿检测方法研究现状 |
| 1.3.1 激光三角法原理性测量误差补偿技术 |
| 1.3.2 激光位移传感器在位空间姿态检测技术 |
| 1.3.3 非线性信号滤波技术及其在激光检测中的应用 |
| 1.4 基于激光位移传感器的壳段厚度在位测量技术存在的问题 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 基于激光三角法的壳段壁厚在位测量原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 壳段壁厚在位测量的基本原理 |
| 2.3 装配误差对壳段壁厚测量精度的影响 |
| 2.3.1 传感器测量线偏置对厚度测量精度的影响 |
| 2.3.2 对射激光束不共线对厚度测量精度的影响 |
| 2.4 考虑壳段表面特征的激光位移传感器测量模型 |
| 2.4.1 复杂物面的激光散射现象 |
| 2.4.2 考虑散射效应的激光三角测量模型 |
| 2.5 壳段表面形状对壁厚测量精度的影响 |
| 2.5.1 倾斜曲面对激光传感器测量精度的影响 |
| 2.5.2 倾斜曲面对壳段厚度测量精度的影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 壳段壁厚在位测量偏置误差分离方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 壳段厚度测量中偏置误差的分类 |
| 3.3 双偏置参数壳段厚度在位测量模型 |
| 3.3.1 测量模型的建立 |
| 3.3.2 基于差分进化算法的模型求解 |
| 3.4 双偏置参数壳段厚度在位测量模型仿真分析 |
| 3.4.1 算法抗噪性能分析 |
| 3.4.2 不同偏置角度和偏心量误差下算法求解结果 |
| 3.5 基于蒙特卡洛法的测量不确定度分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 厚度测量中对射激光束共线性视觉检测方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于双分光镜的激光束方向测量原理 |
| 4.2.1 激光束在双分光镜中的传播规律 |
| 4.2.2 图像坐标系下双激光束位姿的计算方法 |
| 4.3 椭圆光斑中心提取算法 |
| 4.3.1 椭圆光斑中心提取算法分析 |
| 4.3.2 基于拉格朗日分解的最优边界值提取 |
| 4.3.3 光斑边界提取算法性能分析 |
| 4.3.4 椭圆光斑中心拟合方法性能分析 |
| 4.4 对射激光共线性检测方法的不确定度分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 数据去噪处理及厚度测量实验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 测量信号的模态分解机理 |
| 5.2.1 经验模态分解算法原理及其改进 |
| 5.2.2 变分模态分解算法原理及其改进 |
| 5.2.3 改进模态分解算法的性能仿真分析 |
| 5.3 厚度测量数据的复合模态分解去噪方法 |
| 5.3.1 基于Hellinger距离的噪声抑制策略 |
| 5.3.2 算法性能的仿真分析 |
| 5.4 实验结果及分析 |
| 5.4.1 对射激光束共线性测量实验 |
| 5.4.2 传感器间距标定实验 |
| 5.4.3 壳段厚度在位测量模型验证实验 |
| 5.4.4 壳段厚度测量及数据去噪处理实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（4）大型回转体超声成像检测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 注释表 |
| 1. 绪论 |
| 1.1 选题的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 超声成像检测技术 |
| 1.2.2 大型回转体超声C扫描自动化检测技术 |
| 1.2.3 超声检测中的图像处理关键技术 |
| 1.3 本论文的研究内容与结构 |
| 2. 大型回转体超声成像检测技术研究及实现 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 超声C扫描检测方法原理 |
| 2.3 大型回转体超声成像检测系统的构建 |
| 2.3.1 大型回转体超声成像检测系统构成 |
| 2.3.2 系统软件部分 |
| 2.3.3 大型回转体超声成像检测系统实物与优越性分析 |
| 2.4 基于DAC校正的成像检测技术研究 |
| 2.4.1 衰减、散射及近场区对成像的影响 |
| 2.4.2 DAC校正方法原理 |
| 2.4.3 基于DAC校正的C扫描成像技术 |
| 2.4.4 基于DAC校正的三维立体成像技术 |
| 2.5 DAC校正成像实验分析 |
| 2.5.1 DAC校正的C扫描成像效果对比分析 |
| 2.5.2 DAC校正的三维立体成像实际效果分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3. 大型回转体扫描路径规划与曲面展开算法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于曲面分块与反求技术的路径规划方法 |
| 3.2.1 路径规划方法分析 |
| 3.2.2 超声探头运动学模型建立 |
| 3.2.3 曲面建模及路径生成 |
| 3.2.4 曲面构造及路径生成实验结果 |
| 3.3 基于快速Isomap算法的回转曲面展开 |
| 3.3.1 展开成像算法研究背景 |
| 3.3.2 降维展开思想与Isomap算法 |
| 3.3.3 改进的快速Isomap回转曲面展开算法 |
| 3.4 回转曲面展开成像效果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4. 结合NSCT与保边缘自蛇模型的超声图像去噪算法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 NSCT基础理论与去噪框架 |
| 4.2.1 Contourlet变换基础理论 |
| 4.2.2 NSCT理论 |
| 4.2.3 基于NSCT分解与重构的图像去噪 |
| 4.3 NSCT常用阈值收缩去噪处理方法 |
| 4.3.1 基于NSCT的SURE-NeighShrink去噪方法 |
| 4.3.2 BiShrink阈值去噪模型 |
| 4.4 改进的NSCT去噪方法 |
| 4.4.1 基于改进NSCT-BiShrink模型的斑点噪声抑制方法 |
| 4.4.2 改进NSCT-BiShrink模型噪声抑制效果对比分析 |
| 4.4.3 结合NSCT与保边缘自蛇模型去噪方法 |
| 4.4.4 结合NSCT的保边缘自蛇模型去噪效果对比分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5. 基于改进CV模型的超声图像分割算法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 研究背景 |
| 5.2.1 超声图像中存在的主要问题分析 |
| 5.2.2 CV模型及其局限性 |
| 5.2.3 动态阈值求解方法选择 |
| 5.3 改进的CV模型 |
| 5.3.1 基于熵与局部信息的区域检测项优化 |
| 5.3.2 伪影信息检测与排除 |
| 5.3.3 偏差场修正 |
| 5.3.4 基于改进CV模型的超声图像分割方法 |
| 5.4 基于改进CV模型的大型回转体检测图像分割结果与对比分析 |
| 5.4.1 改进CV分割模型的可靠性验证 |
| 5.4.2 大型回转体超声检测图像分割实验分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6. 基于多分辨率修正曲率配准的回转体数据层间插值 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 多分辨率分析与金字塔结构 |
| 6.3 配准模型方法选择 |
| 6.3.1 非参数配准模型 |
| 6.3.2 曲率配准模型的优越性 |
| 6.4 基于多分辨率修正曲率配准的层间插值 |
| 6.4.1 多分辨率图像构建 |
| 6.4.2 优化的曲率配准层间插值方法 |
| 6.5 大型回转体检测数据层间插值实验结果与对比分析 |
| 6.5.1 模拟图像插值实验 |
| 6.5.2 大型回转体超声检测图像层间插值实验分析 |
| 6.5.3 层间插值后三维立体成像效果及对比分析 |
| 6.6 大型回转体三维超声立体成像检测效果及分析 |
| 6.7 本章小结 |
| 7. 总结与展望 |
| 7.1 论文总结 |
| 7.2 创新点归纳 |
| 7.3 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（5）基于谐波理论的轴孔特征误差分离与表面形貌预测（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 轴孔零件的误差来源 |
| 2 轴孔零件形状误差谐波分离原理 |
| 3 轴孔零件表面形貌分析与预测 |
| 4 谐波测量与分析 |
| 5 结论 |
（6）改进Halton序列在回转体检测采样点分布中的应用（论文提纲范文）
| 1引言 |
| 2 Halton序列 |
| 3 Von Neumann-Kakutani变换及改进Halton序列 |
| 4 实验验证 |
| 5 结论 |
（7）基于MBD的数字化检测工艺规划技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的和意义 |
| 1.2.1 研究目的 |
| 1.2.2 研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容与结构安排 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 总体结构安排 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 基于MBD的检测工艺规划基本理论 |
| 2.1 数字化检测技术概念与原理 |
| 2.2 数字化检测工艺规划 |
| 2.2.1 检测工艺规划 |
| 2.2.2 测量误差与数据处理 |
| 2.3 MBD模型数据结构与传递方式 |
| 2.3.1 MBD模型数据结构 |
| 2.3.2 面向过程的模型数据传递 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于MBD的检测工艺分工规划 |
| 3.1 检测工艺分工基本概念 |
| 3.1.1 测量要素与特征 |
| 3.1.2 检测单元 |
| 3.1.3 检测工艺路线 |
| 3.1.4 检测工艺分工 |
| 3.2 检测工艺分工路线生成 |
| 3.2.1 检测工艺模型建立与分析 |
| 3.2.2 基于约束的检测工艺分工规划 |
| 3.2.3 检测工艺分工路线 |
| 3.3 系统结构组成 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于特征的检测工艺规划 |
| 4.1 基于特征的测量点数确定 |
| 4.1.1 基本几何特征 |
| 4.1.2 规则曲面特征 |
| 4.1.3 复杂平面特征 |
| 4.2 基于特征的采样点分布策略 |
| 4.2.1 采样点布置策略分析 |
| 4.2.2 基于叶序理论布点 |
| 4.2.3 基于Hammersley序列布点 |
| 4.2.4 基于Halton序列与改进Halton序列布点 |
| 4.2.5 基于特征形心划分的采样点布置策略 |
| 4.3 常用形位误差评价分析 |
| 4.3.1 圆度 |
| 4.3.2 圆柱度 |
| 4.3.3 平面度 |
| 4.3.4 跳动 |
| 4.4 检测工艺路线生成与优化 |
| 4.5 实例分析与验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 测量结果分析与表面形貌预测 |
| 5.1 测量结果分析 |
| 5.1.1 谐波分析法 |
| 5.1.2 谐波误差物理意义 |
| 5.1.3 谐波误差分离 |
| 5.2 表面形貌预测 |
| 5.2.1 回转体表面形貌分析 |
| 5.2.2 表面形貌预测 |
| 5.3 实例分析与验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 附录 DMIS程序清单 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文 |
（8）转台分度误差的检定及补偿模型的建立（论文提纲范文）
| 1 分度误差检定及测量不确定度分析 |
| 1.1 分度误差来源 |
| 1.2 误差的检定 |
| 1.3 不确定度分析 |
| 2 分度误差补偿模型的建立 |
| 3 实验验证 |
| 4 结语 |
（9）转台分度误差检测及补偿技术的研究（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1测量原理 |
| 2 安装调整误差分析 |
| 2. 1 多齿分度台安装偏心的影响 |
| 2. 2光电自准直仪未调平 |
| 2. 3多齿分度台相对于转台倾斜 |
| 3补偿调整误差的方法 |
| 4谐波分析法拟合转台的分度误差 |
| 5实验验证 |
| 6结论 |
（10）机械零件表面波形特征识别的理论与应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 本课题研究的背景 |
| 1.1.2 本课题研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.2.3 现有研究方法的总结 |
| 1.3 本课题研究的主要内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 机械零件表面波形信号的构成 |
| 2.1 机械零件的几何要素 |
| 2.2 机械零件的几何精度 |
| 2.3 形位误差的测量提取理论 |
| 2.4 提取要素波形信号特征 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 直线度信号的谐波特征的识别 |
| 3.1 谐波分析 |
| 3.1.1 信号的谐波分析原理 |
| 3.2 直线度信号的谐波分析 |
| 3.3 直线度信号的谐波分析实验 |
| 3.3.1 直线度误差测量实验涉及的相关标准 |
| 3.3.2 测量实验的数据提取 |
| 3.3.3 直线度误差的评定方法 |
| 3.3.4 实验结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 直线度信号的误差统计特征的识别 |
| 4.1 误差统计特征 |
| 4.2 直线度误差的测量实验 |
| 4.3 正态性检验 |
| 4.3.1 偏度、峰度检验 |
| 4.3.2 D 检验法 |
| 4.3.3 测量实验的正态性检验结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 直线度误差测量的最佳提取点数确定 |
| 5.1 最佳提取点数 |
| 5.2 直线度误差分离 |
| 5.2.1 分离原理 |
| 5.2.2 分离实验 |
| 5.3 确定性误差确定的最佳提取点数 |
| 5.4 随机性误差确定的最佳提取点数 |
| 5.4.1 计算机仿真原理 |
| 5.4.2 计算机仿真结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 推广应用及实验验证 |
| 6.1 推广应用 |
| 6.2 实验验证 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
四、谐波分析技术在回转体测量中的应用（论文参考文献）
- [1]基于涡流效应的金属回转体表面缺陷检测方法研究与应用[D]. 段茹茂. 内蒙古科技大学, 2020(01)
- [2]多功能扫描开尔文探针测量方法研究[D]. 张号. 哈尔滨工业大学, 2019
- [3]壳段厚度在位激光三角测量技术研究[D]. 李加福. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [4]大型回转体超声成像检测技术研究[D]. 王新征. 南京理工大学, 2017(07)
- [5]基于谐波理论的轴孔特征误差分离与表面形貌预测[J]. 苏长青,孙业翔,屈力刚,叶柏超,杨野光. 兵工学报, 2016(10)
- [6]改进Halton序列在回转体检测采样点分布中的应用[J]. 苏长青,孙业翔,叶柏超,陈靖乐. 机械设计与制造, 2016(06)
- [7]基于MBD的数字化检测工艺规划技术研究[D]. 孙业翔. 沈阳航空航天大学, 2016(03)
- [8]转台分度误差的检定及补偿模型的建立[J]. 郭敬滨,曹红艳,王克新,齐永岳. 天津大学学报(自然科学与工程技术版), 2014(06)
- [9]转台分度误差检测及补偿技术的研究[J]. 郭敬滨,曹红艳,王克新,齐永岳. 中国机械工程, 2014(07)
- [10]机械零件表面波形特征识别的理论与应用研究[D]. 黄丽玲. 华侨大学, 2013(08)