基于MATLAB的直线度误差评定系统研究

论文编号:JX119  附任务书,论文字数:18736.页数:49   

摘  要

在机械工业中，零件在加工过程会产生或大或小的直线度误差，这些误差的存在不仅会影响机械产品的整体质量，更会影响零部件的互换性，因而有效地对零部件的直线度误差加以正确的评定和控制是十分重要的工作。针对直线度误差求解难的问题，本文根据国标GB 1183-80的规定，探讨了给定平面内直线度误差、给定方向上直线度误差、任意方向上直线度误差三种情况。每种情况下又包括最小包容区域法、最小二乘法、两端点连线法三种常用的评定方法。在此基础上研究了基于MATLAB 软件的符合 “最小区域法、最小二乘法、两点连线法” 的直线度误差评定系统，通过详细分析逐一建立相应的数学模型，并搭建合理的求解模块，进而编制了通用计算机程序来解决问题，最后利用MATLAB软件GUI强大的可视化功能，开发了直线度误差系统评定软件。该软件计算速度快、算法简单、便于运用，只需将原始测量数据输人计算机，即可直接求出直线度误差，绘出误差评定图形，节省大量的数据处理时间，并给实例验证了方法的可行性。

关键词  直线度；误差评定；MATLAB；最小条件

目  录

摘  要 I
Abstract II

第1章  绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 直线度误差评定系统研究的目的和意义 1
1.2.1 研究意义 1
1.2.2 研究目的 1
1.3 直线度误差评定方法的国内外研究现状 1
1.4 MATLAB软件简介和优点 2
1.4.1 数学软件简介 2
1.4.2 MATLAB软件数值计算 2
1.4.3 MATLAB软件的图形可视化功能 3
1.5 本课题研究的主要内容 3
第2章  直线度评定系统分析及数学建模 4
2.1 直线度误差定义及其评定方法 4
2.1.1 结定平面内的直线度误差 4
2.1.2 给定方向上的直线度误差 4
2.1.3 任意方向上直线度误差 5
2.2 给定方向上（给定平面内）的直线度误差数学建模 5
2.2.1 最小包容区域法 5
2.2.2 最小二乘法 6
2.2.3 两端点连线法 6
2.3 任意方向上的直线度误差数学建模 7
2.3.1 最小包容区域圆柱法 7
2.3.2 最小二乘圆柱法 8
2.3.3 两端点连线圆柱法 9
2.4 小结 9
第3章  直线度误差评定方案与系统结构 10
3.1 给定方向上（给定平面内）直线度误差求解总体结构 10
3.1.1 程序求解总体结构 10
3.1.2 数据载入模块求解结构 10
3.1.3 计算模块求解结构 11
3.1.4 图示化模块求解结构 12
3.2 任意方向上直线度误差求解总体结构 13
3.2.1 程序求解总体结构 13
3.2.2 数据载入模块求解结构 13
3.2.3 计算模块求解结构 14
3.2.4 图示化模块求解结构 15
3.3 小结 15
第4章  GUI界面设计 16
4.1  GUI用户界面的优点 16
4.2  GUI用户界面的结构 16
4.3  GUI用户界面菜单 17
4.3.1 菜单概述 17
4.3.2 菜单属性 17
4.4 常用的GUI控件 18
4.5 误差评定系统GUI界面设计 19
4.5.1 主界面 19
4.5.2 坐标方向选择 20
4.5.3 给定方向上直线度误差 21
4.5.4 坐标平面选择 21
4.5.5 给定平面内直线度误差 22
4.5.6 任意方向上直线度误差 23
4.6 小结 23
第5章  直线度误差评定软件的关键问题 25
5.1 软件开发的关键问题 25
5.2 最优化算法的选择 26
5.2.1 低维直线度误差求解算法选择 26
5.2.2 高维直线度误差求解算法选择 26
5.3 直线度误差数据可视化技术 27
5.4 小结 27
第6章 应用软件的程序编写及运行结果 29
6.1 读取数据的MATLAB语言程序 29
6.1.1 直接键入数据 29
6.1.2 导入数据文件 29
6.2 给定方向上（给定平面内）直线度误差程序图及MATLAB程序 30
6.2.1 最小包容区域法 30
6.2.2 最小二乘法 31
6.2.3 两端点连线法 33
6.3 任意方向上直线度误差评定程序图及MATLAB语言程序 35
6.3.1 最小包容区域圆柱法 35
6.3.2 最小二乘圆柱法 36
6.4 小结 38
结论 39
致谢 40
参考文献 41
附录1 42
附录2 45