[发明专利]复杂曲面接触式跟踪扫描测量的速度优化方法

摘要

本发明一种复杂曲面接触式跟踪扫描测量的速度优化方法属于复杂曲面类零件测量技术领域，特别涉及一种复杂曲面接触式跟踪扫描测量的速度优化方法。该速度优化方法对被测复杂曲面零件进行跟踪扫描测量路径规划，是将传统跟踪扫描测量控制算法与CMAC学习控制器相结合，对跟踪扫描速度进行提前预测与调整的速度优化方法。以各个采样点的球头空间坐标作为人工小脑关节模型控制器的输入条件，以测头压偏量值作为CMAC的学习条件，运用学习模块调整CMAC的输出权值。该方法无需提高测量设备的硬件系统响应性能，即可大幅提高带有焊缝及尖点区域的复杂曲面的测量效率，成本低，实用性强。

主权项

1.一种复杂曲面接触式跟踪扫描测量的速度优化方法，其特征是将传统跟踪扫描测量控制算法与CMAC学习控制器相结合，对跟踪扫描速度进行提前预测与调整的速度优化方法，该方法的具体步骤如下：1)对被测复杂曲面零件进行跟踪扫描测量路径规划；第一条测量路径的跟踪扫描动作依照传统跟踪扫描测量控制算法进行，具体算法为：|V→N(t)|=GNP|ϵ→d(t)|+GNDd|ϵ→d(t)|dt,---(1)]]>|V→T(t)|=λTVC-(GTP|ϵ→d(t)|+GTDd|ϵ→d(t)|dt).---(2)]]>其中，为法向速度，为切向速度，V_C为预设跟踪扫描速度，λ_T为输出权值，G_N为法向速度增益，它包括G_NP法向速度比例增益和法向速度微分增益G_ND，G_T为切向速度增益，它包括切向速度比例增益G_TP和切向速度微分增益G_TD，ε为测头综合压偏量，ε₀为目标压偏量，ε_d为压偏量偏差。进而获得第一条测量路径上的各采样点球头空间坐标(x，y，z)以及与之对应的测头压偏量值ε，并计算得出压偏量偏差ε_d＝ε-ε₀。2)以各个采样点的球头空间坐标(x，y，z)作为人工小脑关节模型控制器的输入条件，以测头压偏量值ε作为CMAC的学习条件，运用学习模块调整CMAC的输出权值，若压偏量大于设定值则减小输出权值，若压偏量小于设定值则增大输出权值，学习模块的具体算法如下式所示：ΔwT=η|ϵd|max-|ϵ-ϵ0|C,---(5)]]>w_T＝Δw_T+w_T。(6)其中，|ε_d|_max为压偏量偏差ε_d的最大波动范围，有-|ε_d|_max＜ε_d＜|ε_d|_max。C为CMAC学习控制器的泛化常数，η为学习速率。3)后续测量路径的跟踪扫描动作由传统跟踪扫描测量控制算法与CMAC学习控制器联合控制。在测量过程中CMAC根据当前采样点的球头空间坐标(x，y，z)，泛化联想与之特征相似的已测坐标点，即空间临近的位置。并将调整后的输出权值λ_T传输给传统跟踪扫描测量控制算法，与给定的预设跟踪扫描速度V_C求积得出当前测量点的实际跟踪扫描速度λ_TV_C，最终实现在平滑区域快速扫描测量而在尖点区域提前降速，越过尖点区域自动提速，实现跟踪扫描测量的速度的优化控制。