基于改进三次样条插值的探空资料质控研究

由于L波段探空资料存在缺测及稀疏、零散的数据,造成信息量在时空分布上的不均匀性。考虑到参与插补计算的权重因子个数和插补半径对探空观测数据影响较大,在三次样条插值基础上将插补半径和参与计算权重因子个数作为约束条件引入算法中,以被插值点±40gpm为插值半径,取有效因子个数≥3个,提出了改进的三次样条插补算法。通过交叉验证分时段对插补结果进行检验评估,气温AE在±0.1℃之间,RMSE值小于0.08;相对湿度AE在-1.0%~+0.7%之间,RMSE值小于0.3;风速数据AE在±0.6m/s之间,RMSE值小于0.2,表明改进三次样条插补算法对探空资料的质控效果在时间和空间上一致性较好。在晴空条件下相对湿度的插补效果优于有降水天气,气温和风速的插补效果不受晴空条件和降水条件的影响。

珩磨机运动控制卡的三次B样条曲线插补算法

数控珩磨机在加工复杂曲线曲面时,控制系统通常以TMS320F2812芯片为核心,设计DSP运动控制卡的定时器控制中断控制伺服电动机来完成插补。介绍了一种利用DSP运动控制卡进行三次B样条曲线的插补方法,该方法不仅可以缩短插补时间,也可以通过控制运动控制卡定时器中断来调整插补轨迹。最后实例表明,该插补算法不仅满足运动控制的要求,而且也满足了高速高精度插补的要求。

三次B样条曲线插补技术修正算法

提出一种修正的插补算法,理论上分析了三次B样条曲线递推公式的泰勒展开式一阶、两阶求导在插补周期一定的情况下插补增量只与插补速度有关,通过改变插补增量就可以达到修正三次B样条曲线的目的。经具体实例在MATLAB7.0上验证该算法是正确的,可以提高插补运算效率,节约计算时间,实现样条曲线的快速插补。

三次B样条曲线恒速进给实时插补算法的研究

基于时间分割和曲线矢量表示 ,推导出三次 B样条曲线参数非均匀分割的实时插补算法。该算法不仅使插补动点位于曲线上 ,而且参数域的非均匀分割使实时插补过程中插补速度保持恒定。实时插补一方面大大减少 CAD系统与 CNC数控系统间的几何信息传递 ,有效缓和零件快速、高精度加工与通讯加载间的冲突 ,另一方面插补速度波动和轮廓误差比传统

三次均匀有理B样条曲线插补算法的研究

插补算法是机器人系统实现运动控制的核心模块,对三次均匀有理B样条曲线的插补算法进行了研究。基于三次非均匀有理B样条曲线(NURBS),得出三次均匀有理B样条曲线的表达式。反算B样条曲线的控制顶点中发现规律,采用一种简单快捷的方法求取控制顶点,这使插补算法计算简单,更易于计算机编程。并且在算法中考虑到运动控制加减速的问题,这使插补算法符合实际,实用性强。最后采用三次均匀有理B样条曲线对螺旋线进行插补,仿真结果良好。

三次B样条曲线插补算法的VC实现

本文结合三次B样条曲线的数学性质,理论分析了三次B样条曲线的插补过程,推导出了三次B样条曲线的插补运算公式。在对三次B样条曲线进行研究的基础上,介绍三次B样条曲线插补算法实现方法,并在VC环境中对B样条曲线的插补过程进行了实现数控插补的动态运算。

三次样条曲线插补改进算法

重点研究了三次样条曲线的插补算法及其改进,解决了现有样条曲线插补算法存在的弓高难控制、加工存在安全隐患的问题。改进后的算法简单,适合现代有强大计算能力的计算机系统,低成本情况下能在低档数控机床上直接加工样条曲线。

基于三次样条函数的数控插补算法研究

针对复杂轮廓的曲线,在数据采样插补原理的基础上,采用了一种基于三次样条函数的插补算法。该方法能精确地拟合出复杂曲线的轮廓,且使得该曲线具有很好的连续性。在基于ARM数控装置上,对此算法进行了实验验证,验证了该方法的可行性。

基于运动控制卡的三次参数样条插补算法

插补技术是数控技术中的核心技术,插补算法的选择直接影响到数控系统的加工精度和速度。充分运用GT400_SV运动控制卡开放式数控系统具有的双CPU的优点,综合考虑加工精度和加工速度的要求,采用累加弦长的三次B样条曲线插补算法,并利用VC 6.0编写插补程序,在固高二维运动平台上得到了实际验证。并对插补精度和效率进行优化。

基于FPGA的三次B样条曲线插补算法优化和实现

针对FPGA的特点对三次B样条曲线插补算法进行优化,使用VHDL语言实现了三次B样条插补算法,并在FPGA中进行实际验证。

三次均匀B样条曲线高速实时插补研究

为满足复杂曲线高速和高精度的加工要求,研究了具有轨迹预读功能的三次均匀B样条曲线速度规划和插补算法。提出了"重叠拼接法",实现了相邻两条B样条曲线段的光滑连接;推导了插补钳制速度的计算公式,保证了加工精度,满足了系统的动态响应能力。在引入"规划单元"概念的基础上,将速度规划和插补设计成B样条曲线插值、规划单元划分、速度规划、规划单元插补四个并行计算的线程,解决了三次均匀B样条曲线高速加工的插补实时性问题。最后,在GT100数控系统中验证了算法的有效性。

CNC系统中三次B-样条曲线的高速插补方法研究

基于参数方程的矢量表示方法，导出CNC系统中三次B－样条曲线的一种高速插补算法。该算法不仅理论上可使所有插补点落在曲线上，而且由于实时插补过程中只有加法运算，因而插补速度极高，基本上适用于任何硬件环境。误差分析表明，只要合理选择参数增量，总能保证插补的弓高误差满足加工精度要求，总能控制机床的实际运动速度满足程编要求。

三次B样条插补在足底矫形器加工平台的应用

由工业PC机+运动控制卡组成的数控平台具有多轴联动功能,能够完成具有复杂曲面的足底矫形器的加工.为提高足底矫形器的加工质量,将三次B样条的方法引入加工过程.B样条方法能很好的表示自由曲线曲面的形状.通过反算控制顶点的方法,使构造的轮廓曲线能精确控制到模型每个数据点,还原曲线的原形.在数据点间进行插值,计算容易曲线光滑.为提高生产效率,在加工过程中采用连续插补的方式.多点加工一次完成减少了运行过程中电机的起停频率,不仅缩短运行时间而且能减小系统震荡.

三次参数样条曲线恒线速插补的研究

针对非线性曲线轮廓的插补,在数据采样插补的基础上,研究三次参数样条曲线恒线速插补方法,并通过构建OpenGL渲染环境,对数据进行仿真,完成了曲线恒线速插补的G代码设计,实现了复杂零件轮廓的插补。

基于TMS320F2812的三次B样条曲线实时插补

为提高数控系统实时插补的准确性、加工速度和加工精度,采用在每个插补周期中保持进给速度不变的三次B样条曲线参变量非均匀变化实时插补算法。利用数字信号处理器(DSP)进行三次B样条曲线实时插补,可缩短插补计算时间;通过设定DSP的定时器中断来实现各轴控制脉冲的发送,可实现最大限度地减少折线状的插补轨迹的目的。结果表明,该算法能使所有的插补点都在理论曲线上,可以保证运动控制系统的高速高精度要求。

三次B样条曲线插补在多轴运动控制卡上的实现

为充分利用PC机资源，提高数控加工精度，介绍了基于TMS320F2812数字信号处理器（DSP）的多轴运动控制卡的设计方法以及三次B样条曲线恒速进给实时插补方案在控制卡上的应用。结果表明，该方法能有效地简化插补过程中的轨迹计算，显著缩短插补计算时间，使所有的插补点都在理论曲线上；只要合理决定曲线参变量，完全可以保证运动控制系统的高速高精度要求。

基于数控加工的三次Bzier曲线变步长直线插补新算法

本文给出了基于数控加工的三次B啨ｚｉｅｒ曲线变步长直线插补算法 ,和算法在程序上的实现。即在德卡斯特里奥算法和细化的基础上 ,引进B啨ｚｉｅｒ曲线起点切矢与Ｘ轴夹角λ这个参数 ,通过控制相邻两段B啨ｚｉｅｒ曲线起始切矢与Ｘ轴夹角λ的夹角差△λ在恒定范围内 ,对德氏点进行取舍 ,从而得到一组适合于数控加工的B啨ｚｉｅｒ曲线插补点。

三次样条在插补中的应用

本文用半步偏差法来插补三次样条,提出了在插补中两曲线间衔接的方法,建立了偏差递推公式,实现了对三次样条的软件插补。插补程序具有计算简单、通用的特点。

基于改进三次B样条的灌木修剪运动轨迹光顺算法研究

针对复杂造型灌木修剪过程中机器人末端运动平稳性差的问题,提出了一种基于双切矢连续的改进三次B样条轨迹光顺算法。首先建立了线性轨迹拐角过渡模型,利用B样条曲线局部性质构造衔接点切矢约束,使初始不平滑的修剪轨迹经光顺处理后可达到G;连续;其次构建平面多段轨迹在不同光顺算法下的过渡曲线,经对比分析,本算法所构造的过渡曲线在相同逼近误差下,相比传统圆弧过渡算法曲率极值降低40.5%,相比传统三次B样条过渡算法在衔接点处曲率更加连续,整体光顺效果更优;最后为验证算法对空间修剪轨迹的光顺效果,建立了5轴关节机器人模型进行鸭形轨迹修剪仿真,结果表明本算法可使机器人末端速度极值提升13.5%,加速度极值降低86.9%,机器人各关节运动更平稳,验证了本算法在复杂修剪轨迹光顺方面的可行性与有效性。

适于高速加工的五次参数样条曲线插补及其速度生成算法的研究

为适应高速高精加工,针对传统插补算法和速度控制方式在进给过程中存在柔性冲击的问题,提出了一种五次参数样条曲线插补方法及其速度生成算法.该算法采用二阶连续可导的五次样条和近弧长样条参数提高了进给运动的连续性;速度控制算法保证机床在高速运行过程中加加速度(加速度的变化率)的二次连续、加速度、速度和位移与时间关系的高阶连续变化,并且保证在各自的约束范围内,从而使机床的运动平稳,避免产生大的冲击和振动,同时有利于提高加工质量,减少加工时间.通过仿真验证,表明了这种算法能有效地保证高速加工机床运行过程中进给速度的连续性和运动轮廓的平滑性.