【摘要】 本发明公开了一种变椭圆活塞裙部横截面线轮廓误差最小区域评定方法，该方法首先测量并获取变椭圆活塞裙部横截面测点坐标，如果测点坐标是直角坐标则转换为极坐标，建立了变椭圆活塞裙部横截面线轮廓误差最小区域评定模型；然后随机产生粒子的初始位置和初始速度，根据粒子初始位置及横截面线轮廓测量值计算粒子的目标函数值，确定局部和全局最佳粒子；采用浓缩因子法修改粒子速度、改变粒子位置，用改变后的粒子位置更新局部最佳粒子位置和全局最佳粒子位置，当达到预定的终止条件时，输出变椭圆活塞裙部横截面线轮廓误差最小区域解、参数最优值及椭圆度；本发明能够同时计算变椭圆活塞裙部横截面线轮廓误差最小区域解、参数最优值及椭圆度。 【专利类型】发明申请 【申请人】南京工程学院 【申请人类型】学校 【申请人地址】211167 江苏省南京市江宁科学园弘景大道1号 【申请人地区】中国 【申请人城市】南京市 【申请人区县】江宁区 【申请号】CN201010593426.4 【申请日】2010-12-17 【申请年份】2010 【公开公告号】CN102162728A 【公开公告日】2011-08-24 【公开公告年份】2011 【授权公告号】CN102162728B 【授权公告日】2012-10-31 【授权公告年份】2012.0 【IPC分类号】G01B21/20; G01D1/00 【发明人】温秀兰; 赵艺兵; 汪凤林; 王东霞; 朱晓春; 盛党红; 曹未丰 【主权项内容】微信 1.一种变椭圆活塞裙部横截面线轮廓误差最小区域评定方法，其特征在于，具体步骤如下： 步骤1以测量平台回转中心o为测量坐标系xoy的中心建立测量直角坐标系xoy，将被测变椭圆活塞裙部横截面线轮廓置于测量直角坐标系xoy中且被测变椭圆活塞裙部横截面线轮廓的长轴与ox轴之间的夹角φ0为-10°≤φ0≤10°，测量并获取变椭圆活塞裙部横截面线轮廓上点Pi(xi，yi)并将测得的点Pi(xi，yi)坐标转化为极坐标Pi(ri，θi)，i＝1，2，...，n，n为测点数目且n为正整数，xi和yi分别为测点Pi在测量直角坐标系xoy下的坐标值，ri和θi为测点Pi相对测量平台回转中心o的半径和极角， 步骤2由变椭圆活塞裙部横截面线轮廓设计公式设计变椭圆活塞裙部横截面线轮廓并以o’为设计中心，再以变椭圆活塞裙部横截面线轮廓的设计中心o’为坐标原点，建立变椭圆活塞裙部横截面线轮廓设计直角坐标系x′o′y′，再将测点Pi的坐标(ri，θi)转化为设计直角坐标系x′o′y′所对应的设计极坐标系下映射点P′i的极坐标(r′i，θ′i)，并计算得到设计极坐标系下的同一极角下的映射点P′i的极半径r′i与设计点Qi的极半径li之差εi，并由此建立变椭圆活塞裙部横截面线轮廓误差最小区域评定模型，得到目标函数值为： f＝min(max(εi)-min(εi)) 其中， 其中e为测量平台回转中心o与横截面线轮廓设计中心o之间距离并称为安装偏心，θ0为oo’与ox轴夹角并称为偏心角，φ0为被测变椭圆活塞裙部横截面线轮廓的长轴与ox轴之间的夹角，D为变椭圆活塞裙部横截面线轮廓长轴直径，d为变椭圆活塞裙部横截面线轮廓短轴直径，β为鼓度系数，G＝D-d称为椭圆度， 步骤3使用粒子群算法求解变椭圆活塞裙部横截面线轮廓误差最小区域解、参数最优值及椭圆度 步骤3.1随机产生粒子的初始位置和初始速度 选择粒子大小popsize为20的种群，以1×6维的实数向量为种群中的第j个粒子的位置posj，j＝1，2，...，20，第j个粒子的位置表示为posj＝(a1j，a2j，a3j，a4j，a5j，a6j)，其中a1j，a2j，a3j，a4j，a5j，a6j分别为对应θ0，e，φ0，β，D，d的可能取值，以另一1×6维的实数向量为种群中的第j个粒子的速度，表示为vj＝(b1j，b2j，b3j，b4j，b5j，b6j)，其中b1j，b2j，b3j，b4j，b5j，b6j分别为对应粒子在θ0，e，φ0，β，D，d上的飞行速度， 在[-0.5，0.5]数值区域内随机产生20个粒子的a1j，a2j，a3j，a4j，在[-0.5+max(ri)，0.5+max(ri)]数值区域内随机产生20个粒子的a5j，max(ri)为所有测点相对测量平台回转中心o的半径ri的最大值，在[-0.5+min(ri)，0.5+min(ri)]数值区域内随机产生20个粒子的a6j，min(ri)为所有测点相对测量平台回转中心o的半径ri的最小值，以产生的a1j，a2j， a3j，a4j，a5j，a6j作为第j个粒子初始位置 为第j个粒子在第t代的位置，令t＝1，第j个粒子初始位置 进入粒子迭代，并根据随机产生的粒子初始位置 计算粒子初始位置的目标函数值 选取初始位置目标函数值最小的粒子的位置作为第一代全局最佳粒子位置gbestt，t＝1；第j个粒子初始位置作为第j个粒子第一代的局部最佳粒子位置 进入粒子迭代，t＝1，j＝1，2，...，20，在[-0.05，0.05]数值区域内随机产生20个粒子的b1j，b2j，b3j，b4j，b5j，b6j作为初始速度 t＝1，第j个粒子初始速度 进入粒子迭代，第j个粒子至第t代以前到的最优位置称为粒子j第t代的局部最佳粒子位置 整个粒子群至第t代以前到的最优位置称为第t代的全局最佳粒子位置gbestt， 步骤3.2采用浓缩因子法修改粒子速度第j个粒子在迭代的第t代采用如下浓缩因子法修改速度： 式中 分别为第j个粒子在第t代的速度和位置， 和 分别为在第t代随机产生的1×6维向量，向量中的每一元素在[0，1]区间随机产生，c1，c2为加速因子，分别决定第j个粒子向局部最佳粒子 和全局最佳粒子gbestt方向飞行的相对拉力，K为浓缩因子，c1，c2满足 为加速因子的和，加速因子c1，c2和浓缩因子K取值分别为2.05，2.05和0.73， 步骤3.3用步骤3.2得到修改后的速度 改变粒子位置 在迭代的第t代，将第j个粒子位置 修改为： Δt是时间步长，设置为1， 步骤3.4计算粒子位置改变后的所有粒子目标函数值 计算第j个粒子位置改变为 后的粒子目标函数值 j＝1，2，...，20， 步骤3.5更新局部最佳粒子位置 如果位置改变后第j个粒子的目标函数值 小于未改变前第j个粒子局部最佳位置的目标函数值 则用 更新第j个粒子的第t代的局部最佳粒子位置 作为第j个粒子的第t+1代的局部最佳粒子 位置，否则，第j个粒子的局部最佳粒子位置 作为第t+1代的局部最佳粒子位置 步骤3.6更新全局最佳粒子位置 找出位置改变后所有粒子 目标函数值 最小的粒子mpos，如果粒子mpos的目标函数值f(mpos)小于未改变前全局最佳粒子位置的目标函数值f(gbestt)，则用mpos更新全局最佳粒子位置gbestt，作为第t+1代的全局最佳粒子位置gbestt+1，否则，第t代的全局最佳粒子位置gbestt作为第t+1代的全局最佳粒子位置gbestt+1， 步骤3.7令t＝t+1，如果t＝301，则进入步骤4，否则，重复步骤3.3～3.6， 步骤4输出变椭圆活塞裙部横截面线轮廓误差最小区域解、参数θ0，e，φ0，β，D，d最优值及椭圆度。 当算法达到终止条件时，全局最佳粒子位置gbest300对应参数θ0，e，φ0，β，D，d的最优值，全局最佳粒子位置gbest300的目标函数值f(gbest300)即为到的变椭圆活塞裙部 横截面线轮廓误差最小区域解，椭圆度G由得到的最优参数值D和d根据G＝D-d获得。 【当前权利人】南通格美工业数控设备有限公司 【当前专利权人地址】江苏省南通市如皋市城北街道海阳北路999号A3幢209室 【专利权人类型】公立 【统一社会信用代码】12320000466011385U 【引证次数】8.0 【被引证次数】9 【他引次数】8.0 【被他引次数】9.0 【家族引证次数】8.0 【家族被引证次数】9

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