Évaluation hybride optimisée de l’erreur de planéité ultra-précise et application
TAN Luyang
,
QI Tianfei
,
WU Zhiyuan
,
ZHANG Hongzhi
,
JIA Xuezhi
,
ZHANG Lei
,
DOI:
摘要
Face aux problèmes de précision insuffisante des calculs et de lenteur de la vitesse de convergence des algorithmes d’optimisation intelligente traditionnels lors de l’évaluation de l’erreur de planéité, cet article vise à étudier une nouvelle méthode d’évaluation de l’erreur de planéité combinant haute précision et haute efficacité, afin de répondre aux exigences strictes de l’instrument de mesure de planéité sans contact de 1200 mm de diamètre auto-développé concernant les algorithmes d’évaluation. Une méthode hybride (PSO-SQP) a été proposée, principalement basée sur l’algorithme de programmation quadratique séquentielle (SQP), assisté par l’algorithme d’optimisation par essaim particulaire (PSO). Tout d’abord, la capacité de recherche globale de l’algorithme PSO est utilisée pour effectuer une recherche préliminaire grossière, obtenant rapidement une solution proche de l’optimum global comme point initial de qualité pour l’algorithme SQP. Ensuite, pour la phase de recherche précise, une stratégie de pas adaptatif est proposée pour remplacer le pas fixe traditionnel, permettant une convergence rapide et stable lors de la recherche locale. Les résultats expérimentaux montrent que l’algorithme hybride PSO-SQP proposé présente une bonne robustesse face au décalage du point initial, à la taille de l’échantillon et au bruit de mesure. Par rapport à une machine de mesure à coordonnées tridimensionnelle haute précision, la différence des résultats d’évaluation est inférieure à 7 nm. Enfin, dans une application en ingénierie pratique, une évaluation d’un miroir plan de 280 mm de diamètre a été réalisée, les résultats d’évaluation de la planéité sont conformes aux indicateurs de précision de la surface du miroir, confirmant sa praticabilité en ingénierie. L’algorithme hybride PSO-SQP proposé exploite pleinement la capacité de recherche globale du PSO et la capacité de recherche locale fine du SQP. Cet algorithme présente des avantages remarquables en termes de précision de calcul, rapidité de convergence et bonne robustesse dans l’évaluation de l’erreur de planéité, et convient particulièrement au traitement de données de planéité ultra-précises et volumineuses, fournissant une solution fiable et efficace pour l’évaluation de la planéité dans le domaine de la fabrication de précision.
关键词
erreur de planéité; programmation quadratique séquentielle; optimisation par essaim particulaire; instrument de mesure de planéité sans contact