一种基于启发式算法的高速主轴回转精度评定方法技术

本发明专利技术提供了一种基于启发式算法的高速主轴回转精度评定方法，首先，根据交叉准则建立最小区域圆法的高速主轴回转精度评定的数学模型，构建目标函数；其次，随机初始化种群的速度、位置、温度等，并计算种群的个体适应度和全局最优值，进而计算当前温度下各个个体适应度值的适配值；再次，将适配值的求和函数作为子目标进行一维搜索，从所有个体适应度值中找到全局最优的替代值，更新种群中每个个体的速度和位置；最后，若未达到预设的最大迭代次数则进行退温操作，继续迭代，直到得出最小区域圆法评价函数的最优解。本发明专利技术将高速主轴回转精度的评定问题转换为非线性无约束优化问题，并利用启发式算法对其进行求解，具有较高精度及良好的鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高速主轴回转精度评价的
，具体是一种基于启发式算法的高速主轴回转精度评定方法，通过对主轴回转误差的评价可以评估主轴的运行状态，也可以通过误差补偿来提高主轴的回转精度，因此，对主轴的回转精度的研究有着特别重要的意义。
技术介绍
高速主轴回转误差是影响机床加工精度的主要因素，高速主轴回转精度是评定机床动态性能的一项主要指标。由于高速主轴的回转精度无论对机床的使用性能和使用寿命还是对加工零件的品质都具有很大的影响，近几十年来国内外学者对其评定方法做了大量的研究。主轴回转精度的评价一般都可以采用圆度误差的评价方法。目前圆度评估的主要方法有：最小二乘圆法(LSC)、最大内接圆法(MIC)、最小外接圆法(MCC)、最小区域圆法(MZC)和切比雪夫拟合法。其中以最小区域圆法的评价结果最小，精度最高，但在传统的圆度误差评定方法求解时容易陷入局部最优从而影响测量精度。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述现有技术中存在的问题，为实现高速主轴回转精度的精确评价，提出了一种具有高精度和好的鲁棒性的基于启发式算法的高速主轴回转精度评定方法，同时兼顾了局部和全局搜索问题，避免对目标函数进行求解时陷入局部最优。本专利技术的技术方案是：一种基于启发式算法的高速主轴回转精度评定方法，包括如下步骤：1、一种基于启发式算法的高速主轴回转精度评定方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，根据交叉准则建立基于最小区域圆法的高速主轴回转精度评价模型，由此确定非线性优化的目标函数，如下所示：ψ＝max{R1,R2...Rm本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于启发式算法的高速主轴回转精度评定方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，根据交叉准则建立基于最小区域圆法的高速主轴回转精度评价模型，由此确定非线性优化的目标函数，如下所示：ψ＝max{R1,R2...Rm}‑min{R1,R2...Rm}其中ψ为目标函数，为被测点到圆心的距离，i＝1,2...m，m为被测轮廓上的测点个数，(ai,bi)为最小区域圆法确定的两同心圆的圆心坐标，(xxi,yyi)为被测轮廓上任一测点；步骤二，将被测轮廓上的所有点看作一个种群，随机初始化种群的位置xi、速度vi(i＝1,2...m)；步骤三，根据目标函数计算每个个体的适应度值，将其存储在pi中，然后在所有个体适应度值中选取最优值作为全局最优的初始值，存储于pg中；步骤四，设置温度的初始值，采用公式t0＝ψ(pg)/ln5来确定，进而根据下式来确定当前温度下的各pi的适配值：Tfit(pi)=e-(ψ(pi)-ψ(pg))/ti/Σi=1me-(ψ(pi)-ψ(pg))/ti]]>其中，Tfit(pi)即为相应的pi所对应的适配值，ti为当前的温度；步骤五，将适配值的求和函数作为子目标函数，对其进行一维搜索，找到目标函数的最优值；步骤六，由步骤五的结果得到全局最优值pg的替代值其中[αn,βn]为步骤五中最优值所在区间，取(αn+βn)/2为最优值的近似取值，由此更新粒子的速度和位置；步骤七，迭代次数增加i＝i+1，判断是否达到最大迭代次数，即是否满足i＜Miter，若满足则转步骤八，否则停止搜索，输出结果；步骤八，进行退温操作ti+1＝λ·ti，转步骤三。...

【技术特征摘要】
1.一种基于启发式算法的高速主轴回转精度评定方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，根据交叉准则建立基于最小区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：章云，魏乔，张大兴，袁帅，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61