Akima曲线插补中的空间曲线多项式生成方法研究

基于Akima算法计算简便、生成曲线唯一且平滑自然的优点,将其应用于数控机床的曲线插补。通过参数化方法获取参数,再应用Akima算法建立参数与坐标数据的多项式,完成对该插补算法的空间曲线描述。针对参数化方法的选取,通过Matlab仿真实验,比较了累加弦长参数化方法和修正弦长参数化方法对生成Akima曲线的影响,仿真实验结果表明,修正弦长参数化方法相比于累加弦长参数化方法总体上更接近理想曲线,且误差波动小。

基于改进AKIMA算法的等高线山顶点提取

山顶点是重要的地形特征点之一,其自动提取是数字地形分析的重要内容之一。研究从等高线数据中提取山顶点的角度出发,采用AKIMA算法的改进方法——三点求导分段三次多项式插值方法,将其应用于等高线山顶点提取及其高程插值,并分别以等高线数据和DEM数据作为源数据进行山顶点提取实验。研究结果表明:与邻域分析方法相比,本方法具有更高的算法效率的同时还能保证更高的正确率,且提取的山顶点高程精度符合要求。

井筒数据的Akima插值重采样方法

在测井资料处理解释过程中 ,需要对井筒数据进行重采样。全局多项式和三次样条插值是目前常用的数值插值重采样方法 ,但存在计算量大、局部形变大等缺点。介绍了Akima分段三次多项式插值方法 ,通过数值实验并与三次样条插值效果进行比较分析 ,表明Akima分段三次多项式插值是简便、快速、保形性好。

基于Akima-LMD和GRNN的短期负荷预测

传统局域均值分解(LMD)对极值点采用了滑动平均值处理得到局域均值函数和局域包络函数,易造成分解的分量过平滑而影响精度。为了减小过平滑影响,采用Akima插值法代替滑动平均值法处理局域函数来改进LMD算法,针对电力系统负荷序列的非平稳性和非线性,利用改进LMD算法进行序列分解得到若干分量,再利用广义回归神经网络(GRNN)预测各个分量的趋势,叠加各分量趋势得到负荷序列总趋势。GRNN神经网络较传统神经网络训练速度快、精度高,能很好地预测非线性序列。算例分析表明,改进LMD结合GRNN的方法较经验模态分解(EMD)结合GRNN的方法在短期电力负荷预测中有更高的预测精度。

Akima算法及最小二乘法在动态称重系统中的应用

装载机动态称重装置是依据对现有装载机数学模型的分析及装载机油压和重量在特定区间具有线性对应关系的特点来完成的.硬件电路选用ARM处理器,AD7730高精度的A\D转换芯片;软件上使用Akima插值算法及最小二乘曲线拟合方法实现了对实测数据的滤波、插值计算、数据平移补偿等功能,通过实验验证该装置满足装载机动态称重系统的控制要求.

基于Akima插值的机械特性曲线重采样实现

在机械特性曲线重采样过程中,针对传统插值方法所存在的不足之处和不适应性,提出了采用Akima插值方法来拟合各种机械特性曲线,并使用VC编程实现曲线在计算机上的拟合,拟合曲线很好地反应了原始曲线的真实性和一致性,试验结果表明使用Akima插值法所拟合的曲线真实性好、精度高、结果可靠,在机械自动化设计过程中,能很好地替代人工查图表的工作量。

结合分段三次多项式与Akima法的等高线平滑方法

实际地形一般是连续变化的。根据数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)自动绘制的等高线由折线段相连而成,需要进一步平滑,以便更准确地描绘出实际地形的分布。结合分段三次多项式与Akima法来对等高线进行平滑处理。实验证明该方法效率高,结果满意,达到较好的平滑效果。

基于弧长参数的Akima刀位轨迹拟合算法研究

在数控加工中,通常用小线段表达刀位轨迹,往往会导致刀位点庞大且轨迹不平滑。基于Akima曲线具有光顺连接且端点连接处保证G1以上连续等特点,将刀位点拟合成Akima样条曲线,提出了基于弧长参数的保凸Akima拟合刀位轨迹算法。该算法分为刀位点搜索和拟合两个阶段:首先利用拟合刀位轨迹的误差测试(双弦误差测试和弦切误差测试)约束,获得该段的首末刀位点;然后在该段内根据首末刀位点计算切线矢量,用弧长信息对刀位点参数化,生成一段Akima样条。利用UG软件生成了内含75个刀位点的鞋底模型,通过MATLAB编程和仿真实验,设置不同测试阈值,对比了弧长参数化Akima曲线与节点参数化Akima曲线、NURBS曲线之间的拟合效果,验证了算法的有效性。

基于Akima插值理论的水平试桩数据处理方法研究

在水平试桩数据处理过程中,经常会遇到低阶多项式拟合精度差、高阶多项式拟合不收敛以及五点滑移法数据点非等间距等问题,严重制约了试桩成果数据的进一步应用。针对上述难题,以Akima非线性插值理论为基础,对实测数据点进行分段拟合Akima非线性多项式,并推导得出相应的积分与微分表达式,进而建立基于Akima非线性插值理论的水平试桩数据处理方法。针对数据处理结果振荡问题,采用滤波方式予以解决。最后,通过柔性桩案例详细阐述了该数据处理方法的应用过程,结果表明该方法所得结果与理论计算结果几乎一致,验证了该数据处理方法的可靠性和实用性。该方法可为水平试桩数据处理难题提供新的解决途径。

基于AKIMA插值法的整体式U形渠道温度场数值模拟

【目的】揭示整体式U形混凝土渠道渠基土温度场的分布和变化特征,为整体式U形混凝土渠道的抗冻胀工程提供理论依据。【方法】依据宁夏青铜峡市邵岗镇沙湖村进行的整体式U形混凝土衬砌渠道的原型观测试验结果,采用AKIMA插值法对各部位渠基土的温度梯度进行了计算,再利用有限元软件ANSYS对渠基土的温度场及温度梯度进行了数值模拟。【结果】渠道阴坡温度低于阳坡温度,其产生冻胀时间更早、冻结深度更大。在2月初气温回暖时,地温开始逐步升高。不同位置衬砌板下土体的温度梯度变化规律基本相同,均随土体深度的增加而减小。阴坡的平均温度梯度高于阳坡,距离土表越远温度梯度越小。衬砌板以下20 cm范围内的温度梯度波动较大,50~100 cm范围内的温度梯度相对来说较为平缓。采用AKIMA插值法计算出的渠基土温度梯度与通过有限元软件ANSYS进行的温度梯度模拟结果基本一致,ANSYS对温度场的模拟所得结果与实测渠基土地温结果一致。【结论】整体式U形混凝土渠道在不同位置衬砌板下的渠基土温度变化趋势一致,均随深度的增加而升高;不同深度土体温度梯度变化规律基本相同,均随深度增大而减小。

Akima刀位轨迹的递推式拟合算法研究

在数控加工中,通常用小线段表达刀位轨迹,会导致刀位点庞大且轨迹不平滑。基于Akima曲线具有光顺连接且端点连接处保证G1以上连续,将刀位点拟合成Akima样条曲线,提出了Akima刀位轨迹的递推式拟合算法。该算法可概述为:在刀位点数大于三个的前提下拟合首段Akima样条曲线,保留并延用段末刀位点的切线矢量以保证拟合曲线的凸凹性,然后以该段段末点为下一段的起点,在相邻刀位点间利用弧长参数化计算下一个刀位点的切线矢量,进而生成一段Akima样条。同样延用该段段末刀位点的切线矢量并作为下一段的起点,在相邻刀位点间以递推式拟合生成Akima样条曲线,以此循环至终点。利用UG软件生成了内含388个刀位点的文字模型,通过Matlab编程和仿真实验,以拟合曲线总弧长为评价参数,验证了算法的有效性。

基于AKIMA插值的光学自由曲面刀具路径优化

FTS金刚石车削技术是加工复杂光学自由曲面加工的主要方法之一。为解决自由曲面难加工,效率低,插值误差波动大的问题,设计曲面离散出刀触点,采用AKIMA插值法对金刚石刀具圆弧半径进行刀具轨迹补偿,生成机床可识别的刀位点轨迹。通过MATLAB仿真实验表明,AKIMA插值法总体上更能逼近理想轨迹,虽然提出的插值方法计算相对复杂,但是插值精度显著提高,能够很好地控制曲面轮廓,保证了曲面的面型精度,同时也满足加工效率方面的要求。

基于Akima插值的随钻测井数据实时处理方法

为解决随钻测井实时数据采样密度不均匀造成的"黑点"及"拉直线"问题,提出了一种随钻测井数据实时处理方法。首先,利用薄层阈值法结合峰峰/谷谷比值法进行实时数据奇异点检测与剔除,消除随钻测井高频振荡干扰造成的"毛刺"现象,提高实时随钻测井曲线信噪比;然后,对实时获取的随钻测井数据进行网格化分析,利用Akima方法建立随钻测井实时数据重采样模型,实现随钻测井实时数据网格化及采样间隔等间距化处理。将该方法应用于实际的随钻测井实时数据处理,处理后的随钻实时数据与内存数据对比表明,最大相对误差10.92%,比常规方法减小6.06百分点;平均相对误差8.73%,比常规方法减小3.46百分点;相关系数0.980 8,比常规方法增大了0.040 2。研究结果表明,薄层阈值法结合峰峰/谷谷比值法及Akima方法,能解决随钻测井实时数据的"黑点"及"拉直线"问题。

基于Akima插值的地面沉降等值面服务构建方法

传统的数据分析平台多基于数据充足的理想情况进行研发,往往与数据不完整的现实相去甚远,难以满足实际应用的客观要求,因此,有效处理数据缺失就成为信息化工作的关键。本文针对“河北地面沉降系统”研发应用中的数据缺失问题,将已经发展成熟的插值技术,应用到地面沉降等值面的构建中,对信息化管控防治工作中的实际难题进行探究和解答。数据曲线插值的关键在选取合适的插值方法,本文基于简洁宜行的原则,提出Akima插值和GP服务相结合的地面沉降等值面的建模方法。该方法由2个部分组成,一是用Akima插值有效解决水准点观测序列不连续问题;二是基于GP服务实现地面沉降等值面的自动化构建。在河北部署的系统运行结果表明,所提方法不但快速有效地补全了缺失数据,绘制出的等值面与实际生产情况相符,而且还基于微服务的编程思想,达到了系统耦合度低,方法易用灵活的目标。

Akima插值法在凸轮加工中的应用

在凸轮机构加工,由于种种原因,工程实际中精确地建立凸轮轮廓线数学方程很困难,只能得到一些离散点。如何按这些离散点加工出"光滑"的凸轮轮廓,其数控编程的依据算法就非常重要。本文介绍了插值法的原理和计算方法,并以Akima插值法为例在数控系统中用高级宏程序实现数控编程加工。

Akima插值法在测量中的应用

本文简单介绍了Akima插值法的原理和计算方法，举例说明了它在测量中的应用，同时与线性内插和三次自然样条函数插值做了简单比较。

锂离子电池全生命周期剩余使用寿命预测

为确保新能源汽车在整个使用期间的安全性,需要对锂离子电池进行全生命周期的健康监测。针对基于神经网络构建的剩余寿命预测模型训练数据集容量较小导致学习率较低,以及极限学习机方法具有复共性的问题,提出一种扩增训练数据集的方法,并基于改进极限学习机构建锂离子电池全生命周期剩余寿命预测模型。首先,提取电池早期运行数据构建健康因子,利用Akima插补法进行训练数据量的扩增;然后,使用樽海鞘群优化算法对极限学习机网络进行改进,建立锂电池全生命周期剩余寿命预测模型;最后,利用NASA电池数据集对模型进行验证。实验结果表明:所提出的训练数据容量扩增的方法有效,全生命周期剩余寿命预测模型容量跟踪能力强,预测误差小。

AKIMA方法在EXAFS谱解析中的应用

解析扩展Ｘ射线吸收精细结构谱（ＴｈｅＥｘｔｅｎｄｅｄＸ－ｒａｙＡｂｓｏｒｐｔｉｏｎＦｉｎｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅ，ＥＸＡＦＳ）的一种方法是曲线拟合．在曲线拟合中，能量阈值Ｅ０的确定有着很重要的意义，同时也有相当的难度．本文应用ＡＫＩＭＡ平滑数据点方法达到了对Ｅ０在数学意义上的精确求解．数据分析结果表明，这种方法的处理结果是令人满意的．

高超声速滑翔式飞行器再入轨迹多目标多约束优化

轨迹优化是高超声速滑翔式飞行器关键技术之一。为避免间接法求解轨迹优化问题时对初值敏感以及伪谱法求解轨迹优化问题中难以处理航路点和禁飞区等问题,提出采用基于Akima插值多项式的直接法求解高超声速滑翔式飞行器再入轨迹优化问题。以驻点热流密度最小和到达目标点时间最小为优化目标,考虑了终端约束、航路点约束、禁飞区约束、动压约束、过载约束等约束条件。仿真结果表明:采用的插值方法可以减少插值过程中的控制变量越界问题;得到的Pareto前沿具有良好的分布性,在初步设计时能够给设计者较大的选择余地;和文献中的单目标优化结果相比,本文所采用的算法也具有较好的寻优能力。

高分辨率阵列侧向测井井眼影响自动校正研究

阵列侧向测井具有较高的纵向分辨率,在径向上可以提供多种探测深度的测量曲线,为地层侵入剖面的描述提供更加详细的信息,但其测井结果不可避免地会受井眼的影响,特别是浅探测深度的测井结果受井眼影响尤为严重;因此,需要对其进行井眼校正。文中以斯伦贝谢公司推出的高分辨率阵列侧向测井仪HRLA为例,在分析阵列侧向测井井眼影响的基础上,对HRLA的井眼校正图版进行数字化,然后优选Akima插值算法实现了图版曲线高精度插值拟合,利用网络加权分析实现了井眼影响的自动校正,并编制程序对实际阵列侧向测井资料进行自动连续校正处理。应用结果验证了对井眼影响规律的分析。校正结果表明,该校正方法和处理程序提高了井眼校正的精度和效率,具有良好的实用性。