高等工程数学作业1 Z1 赵东东

发布 2022-07-03 15:35:28 阅读 8726

第1章数学建模与误差分析作业题。

z1班,赵东东学号135012140)

1、问题描述。

在几何测量中,经常会对机床导轨、轴承类零件等进行直线度误差的测量,用于直线度误差测量的方法很多。常用的有:光隙法、打表法和节距法。

对于较长的零件通常采用的是节距法进行测量,节距法测量经常用到的仪器是水平仪和自准直仪。二者都属于高精度的测量装置,但是往往采用手工作图法对测量数据进行处理,所需要的时间较长,而且精度不高,比较繁杂,因此运用matlab的数据处理程序,可以大大缩短处理所需时间,提高计算精度。

2、数据处理原理以及建立模型。

直线度误差是指实际当中被测直线对其理想直线的变动量,理想直线的位置应符合最小条件。最小条件是指实际被测要素对其理想直线的最大变动量为最小。在数学上,最小二乘法最容易实现最小条件。

因此采用最小二乘的方法进行数据误差处理分析。

假设最小二乘的中线为:

点到线上的点的距离。需要对距离的平方和。

最优化。而e的取得最小值的必要条件是:

因此,可以求解方程:

即可找出相对最小二乘中线的最高点和最低点:

它们的差值即为直线度误差

3、算法选择。

利用最小二乘法进行误差处理分析,只需要将原始数据输入计算机,就可以直接求出直线度误差,给出误差评定图,节省大量的时间,并且数据更加准确。

4、计算流程与matlab程序。

1、程序流程图。

读入。2、matlab源程序**。

function l=zxd(x,ys,yf)

n=length(x);

ysf,yfx,ym分别为顺测相对值,返测相对值,顺返测的平均值。

for k=1:n-1

ysx(k)=ys(k)-ys(1);

yfx(k)=yf(k)-yf(1);

ym(k)=(ysx(k)+yfx(k))/2;

end求累积值。

y(1)=0;

for k=1:n-1

y(k+1)=ym(k)+y(k);

endp=polyfit(x,y,1);

求最小二乘中线系数。

a=p(1);b=p(2);

绘出最小二乘中线以及采样点。

plot(x,y,'o');hold on;plot(x,y);

xlabel('测点序号x');

ylabel('累积值y');

y=a*x+b;

plot(x,y)

求最小二乘中线的最高点和最低点。

for k=1:n

l(k)=y(k)-(a*x(k)+b);

endl1=max(l);l2=min(l);

求取直线度误差。

l=l1-l2;

y=a*x+b+12;plot(x,y,'r');

y=a*x+b+11;plot(x,y,'r');

在命令窗口直接输入 :

x-为测点序号。

x=[0 1 2 3 4 5 6 7];

ys,yf--分别表示顺测值,返测值。

ys=[26.5 24.5 28.5 30 28 27 25];

yf=[26.5 25.5 28.3 29.6 27.6 26 28.5];

l=zxd(x,ys,yf);

c--当量系数。

c=(0.01/1000)*200;

d---直线度误差最终值。

d=l*c;

输出结果:d =0.0070

五、计算结果与分析。

直线度误差为d =0.0070mm

最小二乘中线以及采样点如下图所示:

通过采用最小二乘法来建立数学模型并且评定直线度误差,利用数学软件matlab给出这种方法的具体算法,在实践和生产中,简单方便。

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