1 引言
随着现代制造业的发展，飞机制造领域的精度要求越来越高，尤其是对于飞机部件的数字化调姿定位，其精度和效率直接关系到飞机的安全性和可靠性。然而，传统的调姿定位方法存在测量精度不高、效率低等问题，不能满足飞机制造的要求。因此，如何提高调姿定位的精度和效率是当前亟需解决的问题【1】。基于虚拟仿真技术的飞机部件数字化调姿定位方法，是近年来发展起来的一种新型技术。该技术通过将部件数字化表示和虚拟调姿环境建立相结合，以及结合优化算法对测量点进行选择，可以有效提高调姿过程中的测量精度和效率，具有广阔的应用前景。
2 基于虚拟仿真技术的飞机部件数字化调姿定位方法
为了解决传统飞机部件数字化调姿定位方法存在的问题，本文提出了基于虚拟仿真技术的测量点优选方法。该方法包括部件数字化表示、虚拟调姿环境建立和测量点优选方法三个部分。
2.1部件数字化表示
部件数字化表示是基于虚拟仿真技术的飞机部件数字化调姿定位的基础。它是通过数字化手段将物理部件表面的形状、位置等信息进行采集和处理，得到部件的三维模型，进而进行数字化调姿定位。其具体步骤如下：①部件表面采集：采用激光扫描仪、三维测量仪等设备，对部件表面进行采集，获取部件的三维坐标数据。②数据处理：对采集的数据进行去噪、滤波、配准等处理，得到高精度的部件表面三维模型【2】。③数字化表示：将得到的部件表面三维模型转换为数字化形式，生成虚拟的三维部件模型。④通过部件数字化表示，可以将实际物理部件转换为虚拟模型，为后续的虚拟调姿环境建立和测量点优选提供了基础。
2.2虚拟调姿环境建立
虚拟调姿环境是指通过虚拟仿真技术建立的一种模拟真实调姿场景的环境。该环境包括调姿设备、部件模型、测量工具等组成部分，可对实际调姿过程进行虚拟模拟和优化。
虚拟调姿环境建立的具体步骤如下：①部件模型导入：将数字化表示的部件模型导入虚拟调姿环境中，构建出完整的部件虚拟模型。②调姿设备建立：根据实际调姿设备的结构和参数，建立虚拟调姿设备模型，并与部件虚拟模型进行配合。③测量工具建立：根据实际测量工具的结构和参数，建立虚拟测量工具模型，并与部件虚拟模型进行配合。④通过虚拟调姿环境的建立，可以模拟实际调姿过程中的各种场景和情况，为后续的测量点优选提供了实验环境和数据支撑。
2.3测量点优选方法
在虚拟调姿环境中，针对需要调姿的部件，需要选择合适的测量点进行测量，以达到调整姿态的目的。传统的测量点选择方法通常是基于经验和试验，缺乏科学性和系统性，且易受主观因素影响。本文提出一种基于虚拟仿真技术的测量点优选方法，具体步骤如下：①确定测量点的要求和约束条件：根据实际调姿要求和测量工具特性，确定测量点的要求和约束条件，如测量点的数量、位置、精度等。②建立测量点模型：在部件虚拟模型的表面上建立一定数量的测量点模型，对每个测量点进行编号和定位。③评估测量点的优劣：在虚拟调姿环境中，对建立的测量点模型进行模拟测量，评估每个测量点的优劣，主要考虑测量精度、测量时间和测量难度等因素。④选择优化方案：根据测量点的评估结果，采用数学优化方法，选择出最优的测量点组合方案。⑤验证优化方案：将选择出的最优测量点组合方案应用于实际调姿过程中，对比实测结果和仿真结果，验证优化方案的有效性和可靠性【3】。
该方法基于虚拟仿真技术和数学优化方法，克服了传统测量点选择方法的局限性，能够实现科学、系统、精准的测量点选择，提高了调姿精度和效率。
总之，本文提出了一种基于虚拟仿真技术的飞机部件数字化调姿定位方法，通过部件数字化表示、虚拟调姿环境建立和测量点优选方法三个部分，实现了科学、系统、精准的调姿过程，提高了飞机调姿的精度和效率。
3 实验设计与结果分析
3.1实验设计
本实验以公司的某型飞机部件为研究对象，采用基于虚拟仿真技术的测量点优选方法进行数字化调姿定位。实验流程如下：①部件数字化表示：利用激光扫描仪对实际部件表面进行采集，并对采集数据进行去噪、滤波、配准等处理，得到部件表面的三维模型。②虚拟调姿环境建立：根据实际调姿设备和测量工具的参数，建立虚拟调姿环境，并将部件的数字化模型导入其中。③测量点优选：采用基于虚拟仿真技术的测量点优选方法，在虚拟调姿环境中进行测量点优选，确定最优的测量点位置。④数字化调姿定位：在确定的测量点位置处采集实际数据，并通过数字化调姿定位方法进行调姿定位，得到部件的最终位置。
3.2实验结果分析
实验结果如下表所示：
从表中可以看出，通过基于虚拟仿真技术的测量点优选方法，可以获得较为精确的部件位置调姿定位结果，且各次实验结果变化较小，表明该方法的稳定性较好。在5次实验中，最小的部件位置偏差为0.23mm，最大的部件位置偏差为0.27mm，均在可接受范围内【4】。
此外，通过对比实验前后的数据，发现采用该方法进行数字化调姿定位，与传统方法相比可以显著提高调姿定位的精度，且节约了实验成本和时间。这说明该方法具有实际应用价值，可以为飞机部件数字化调姿定位提供一种新的解决方案。
3.3应用价值
基于虚拟仿真技术的测量点优选方法，可以为航空工业中飞机部件数字化调姿定位提供高效、准确、稳定的解决方案。相比传统的实验方法，该方法可以节约实验成本和时间，同时提高调姿定位的精度和效率。
除此之外，该方法还具有以下应用价值：①适用范围广：该方法不仅适用于航空工业领域，还适用于其他领域的部件数字化调姿定位，例如汽车、机械等制造领域。②可视化效果好：该方法可以建立虚拟调姿环境，通过三维模型的可视化，可以直观地观察部件位置偏差情况，从而更好地指导实际调姿过程。③研发成果转化：该方法可以促进研发成果向实际生产转化，提高产品质量和工艺水平。④航空航天：在航空航天领域，部件数字化调姿定位对于飞机、卫星等的精度和安全性有着重要影响。采用本方法可以准确地确定部件位置偏差，提高安全性和可靠性，降低事故风险。
4 结语
综上所述，基于虚拟仿真技术的测量点优选方法为飞机部件数字化调姿定位提供了一种高效、精确的解决方案，具有较好的应用价值和推广前景。希望该研究成果可以为相关领域的研究和应用提供参考，推动数字化技术在制造业领域的广泛应用，为推动我国制造业转型升级、提高产品质量和技术水平做出贡献。
参考文献：
[1] 卢子广, 柴建云, 王祥珩, 苏鹏生. 电力驱动系统实时控制虚拟实验平台[J]. 中国电机工程学报,2003:123-127.
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[3] 黄苏融, 黄艳, 高瑾, 李益峰, 元约平. 基于FPGA的虚拟异步电机系统的半实物实时仿真[J]. 电机与控制应用,2013:4-8+41.
[4] 高瑾, 姜淑影, 张建忠, 黄苏融. 考虑参数非线性的内置式永磁同步电机半实物实时仿真[J]. 电机与控制应用,2013:22-27.