基于Bezier曲线的薄膜太阳电池参数逆最小二乘辨识

针对光伏参数求解繁琐、准确度不高、需要实验测试的弊端,提出一种利用两条二阶Bezier曲线和逆最小二乘法相结合的薄膜太阳电池参数辨识方法。首先,构造过最大功率点且平行于开路电压点和短路电流点连线的平行线,并在该平行线上寻找两条二阶Bezier函数的最佳控制点,进而给出控制位置与薄膜太阳电池填充因子的线性规律,实现对I-V曲线简单、准确地刻画;然后,利用等效变换简化薄膜太阳电池输出特性超越方程,引入5个新的变量将超越方程改造为代数方程,随机选取Bezier曲线上的5个点,通过代数计算和欧几里得范数的(伪)解给出5个变量的值,并基于所得的变量结果,利用逆最小二乘法反向求解出超越方程的5个参数。最后,以5种不同型号薄膜太阳电池为例,对不同条件下的参数和求解时间进行对比和分析,验证该方法具备快速性、准确性和适用性。

基于Bezier函数的光伏电池建模

以单二极管电路模型为基础,推导了仅包含串、并联电阻和二极管品质因子的光伏电池三参数数学模型,并对其进行迭代法求解,利用求解结果对光伏电池输出I-U(电流-电压)曲线的关键点进行灰色关联度分析,确定了串、并联电阻和二极管品质因子是影响曲线特性的主要因素。在此基础上,提出了光伏电池的Bezier函数建模方法,该方法利用最大功率点代替难以获取的串、并联电阻和二极管品质因子等参数,结合开路电压和短路电流点,借助二阶Bezier函数对光伏电池的输出特性进行拟合。在标准测试条件下对2种不同光伏组件进行建模仿真,将仿真结果与实测结果进行对比,结果验证了所建模型的有效性。讨论了任意条件下Bezier函数在光伏电池输出特性曲线拟合中的应用,以为光伏电池的建模提供参考。

利用Bezier样条曲线进行叶轮机可视化设计

叶轮机的叶型设计最终将决定叶轮机的性能,进行可视化的叶型设计,有利于有针对性地直接实施叶型局部优化,提高优化效率。本文基于B ez ier理论,利用O penGL作为图形图像的开发工具,开发了一套对叶轮机二维叶型进行可视化设计的软件,经优化设计前后的数值模拟比较,修型后的叶栅总压损失系数明显下降。表明该软件可以直观有效地应用于叶轮机设计。

基于Bezier函数光伏阵列建模对比仿真研究

针对光伏阵列建模存在所需参数较多和计算较繁琐的弊端,基于一种新型的Bezier函数光伏阵列建模方法,利用厂商给定参数对BN20-M进行建模,并与传统迭代法的计算结果进行对比,利用已有的实测数据进行验证,结果表明,Bezier函数计算精度虽略低于迭代法,但具有参数获取方便和计算简单的特点,并能够有效地缩短仿真时间,提高计算效率,证明了Bezier函数在光伏阵列建模中的适用性和有效性。

基于Bezier函数的列车特性曲线数据处理方法研究

在列车运行计算领域,对列车特性曲线数据处理方法的研究一直得不到应有的重视,因此利用插值法求解列车特性数据的方法沿用至今.本文研究了插值法计算列车特性数据的误差及其影响.对比分析了Bezier曲线与列车特性曲线特点,得出可用Bezier曲线拟合列车特性曲线,并提出一种基于Bezier函数的列车特性曲线数据求解方法.该方法是通过人机交互方式,运用Bezier曲线拟合列车特性曲线,该Bezier曲线对应的Bezier函数为列车特性曲线的拟合函数.用该拟合函数求解列车特性数据,计算速度与精度均明显提高.最后对CRH3型动车组的牵引特性曲线作了实际拟合,得出的结果令人满意.

Bezier函数型弯叶片及其在带遮风罩垂直轴风力机中的应用

引入X弯度与Y弯度2个参数,提出了一种基于Bezier函数思想的叶型几何参数设计方法,通过分析传统垂直轴风力机效率低的原因,在此基础上提出了一种带有遮风罩的垂直轴风力机,并将基于Bezier函数生成的弯叶片应用于该风力机中.通过CFD数值模拟方法,研究了该风力机的气动特性,以及各种叶片的弯曲形式对其气动性能的影响.结果表明:遮风罩可以有效降低因来流对动叶轮吸力面的直接冲击而造成的阻力扭矩,风力机平均扭矩可提高107%;叶片的弯曲程度是由X弯度和Y弯度共同作用的结果,当X弯度与Y弯度在一定范围内具有局部最优值时,所形成叶片的垂直轴风力机的气动性能最佳,与普通半圆形叶片相比,风力机总扭转矩提高了33.8%.

三次Bezier曲线的一种双参数扩展及应用

对三次Bernstein基函数进行扩展,给出了含有双参数λμ的一组四次多项式基函数,基于该组基定义了带双参数的多项式曲线。该曲线不仅具有三次Bezier曲线的诸多特性,而且具有更加灵活的形状可调性。参数λμ的几何意义非常明显:在控制顶点不变的情况下,λμ分别起到了对曲线相对于控制多边形两内顶点的推拉作用,当λ=μ时,曲线退化为三次Bezier曲线的单参数扩展情形。重点讨论了在不改变控制点位置的情况下如何实现两曲线间的C1拼接。

应用Bezier函数绘制可选性曲线

为了科学准确地获取可选性曲线,提出了一种应用贝兹函数(Bezier)拟合曲线的方法,其核心技术是依据密度组成已知点的变化趋势,应用贝兹函数实现自动插值计算,采用VB编程来实现可选性曲线可视化绘制,使可选性曲线便于分析与计算。通过实际验算,拟合误差是1.88,证明使用该方法拟合可选性的曲线是可行的。

工程中的高梯度问题及Bezier耦合单元建模

高梯度是工程中关键的特征之一 ,本文讨论和研究描述高梯度问题的函数逼近 ,包括 :多项式函数逼近、复合函数逼近、Bezier函数逼近。基于Bezier函数描述 ,构建了一维Bezier耦合单元、六节点三角形耦合单元、八节点矩形耦合单元 ,这些单元都具有较好的高梯度描述能力 。

机械臂关节空间Bezier曲线轨迹规划

为使机械臂轨迹便于分段处理、形成速度快、用于实时控制，在关节空间中使用Ｂｅｚｉｅｒ曲线对机械臂进行轨迹规划．从轨迹的一阶导数、二阶导数连续出发，推导出２段Ｂｅｚｉｅｒ轨迹拼接时其对应特征矢量应满足的关系，推导出Ｂｅｚｉｅｒ轨迹规划的边界条件，并通过不同型值点的３个算例与分段３次样条轨迹进行比较，应用Ｂｅｚｉｅｒ方法进行轨迹规划的优点为它的分段处理性、计算快速性以及计算机内存的较少占用．

随机函数的Bezier逼近问题

在数值逼近中,函数的Bezier形式在描述曲线时起到重要的作用,是逼近理论中主要的工具之一.利用概率论中数学期望可以刻画出随机变量取值的平均数这一特性,构造出一种新的函数列,分别在离散型和连续型2种随机函数的情况下,讨论其对随机函数的一致逼近问题.

基于光顺优化的有理Bezier曲线权因子估计方法

在控制顶点和节点已定的情况下,有理Bezier曲线的权因子可作为形状参数为外形设计带来了很大的灵活性.但在实际应用中,权因子的取法有物理背景的限制.本文讨论基于富有弹性的薄梁的应力能和扰动能的光顺要求的有理Bezier曲线的权因子的估计方法.我们的方法是将应力能和扰动能离散化,得到一个泛函,对此泛函极小化而得权因子.如此得到的有理Bezier曲线具有最好的光顺性.同时,为减少计算有理Bezier曲线的导数的计算量,本文设计了一个有理Bezier曲线的重参数化算法,使得导数计算变为多项式曲线的导数计算,从而大大减少了计算量.

基于Bezier曲面四边形边界元法的特高压绝缘子串电场计算

在三维静电场的边界元计算中,为了快速、精确计算电位和电场强度分布,提出了用双2次Bezier曲面四边形拟合实际积分面的Bezier曲面四边形边界元方法。该方法利用二阶剖分单元的节点坐标信息来构造双2次Bezier曲面参数方程,再利用Bezier曲面参数方程和面积比值法构造对应于Bezier曲面4个顶点节点的形状函数;以Bezier曲面4个顶点节点为计算节点,大大减少了计算节点数;与一阶平面四边形边界元法相比,双2次Bezier曲面能够更好地拟合实际积分面,提高计算精度。并且可通过精细后处理技术将模型表面的函数值精细显示。算例结果表明,Bezier曲面四边形边界元法与传统边界元法相比,在网格剖分节点数相同时,计算精度得到了提高。在计算精度相同条件下,该方法中的节点数量降低,减少了计算机内存的使用。最后,将Bezier曲面四边形边界元法应用于交流特高压绝缘子串电场的计算。

基于Bezier曲线和弯度函数的翼型优化设计

为了提升风电叶片气动效率,提出了一种基于Bezier曲线和弯度函数的翼型优化设计方法。以翼型弯度函数的Bezier拟合曲线控制点作为优化设计变量,采用遗传算法对翼型进行优化设计求解。将N ACA3320翼型作为初始翼型优化得到新的翼型,并利用Xfoil程序对翼型气动特性进行对比分析。结果表明:在5°~10°攻角范围内,优化翼型的气动性能比原始翼型有显著提升,特别是在攻角6°的条件下,优化翼型的升力系数提高了63.9%,升阻比提高了29.8%。该设计方法能够减少优化设计变量并提升翼型优化设计速度。

形状可调二次Bezier曲线

给出了一组含两个参数的三次多项式基函数,它是二次Bernstein基函数的扩展,分析了这组基函数的性质。基于这组基定义了带有两个形状参数的多项式曲线,它不仅保留了Bezier曲线的一些实用的几何特征,而且具有形状的可调性。在控制多边形不变的情况下,随着参数α和β的改变,可以生成不同的逼近该控制多边形的曲线。当α和β取某些特殊值时,所定义的曲线可退化为二次Bezier曲线和文献中的一些曲线。通过分析该曲线与三次Bezier曲线之间的关系,给出了α和β明确的几何意义。并利用Bezier曲线的递归分割算法给出了这种曲线的几何作图法,同时还讨论了曲线间的拼接问题。

用PolyBezier()函数绘制Bezier曲线

本文介绍了Bezier曲线的定义,分析了其控制原理,阐述了使用VC中的PolyBezier()函数绘制Bezier曲线的方法,介绍了由Bezier曲线型值制点反算控制点的方法,给出了计算结果,并给出了样例。

C-Bezier曲线的光顺逼近算法

基于弹性均匀细梁的应力能和扰动能的光顺优化,提出了一种光顺C-Bezier曲线的新方法。该方法综合考虑曲线的应力、应力能和扰动能,建立了一种新的曲线光顺准则。在新准则下通过调整控制参数α和控制顶点使得曲线的能量最小,得到最优的光顺逼近曲线。利用最小二乘法和非线性泛函的极小值优化计算,对平面数据点进行光顺逼近,达到光顺的目的。最后,给出了由数据拟合的C-Bezier曲线光顺的实例。

Bernstein-Bezier-Kantorovich算子列的逼近阶估计

文章研究了Bernstein-Bezier-Kantorovich算子列关于一般有界函数的逼近阶估计,得到一个其收敛阶的精确估计公式.有界变差函数的逼近情况成为本文结果的特例.文章的研究拓展了文献[J.Approx.Theory95(1998),369-387]的工作.

Bezier曲线的拼接及其连续性

研究Bezier曲线拼接的几何连续性及参数连续性,总结出G0,G1,G2及C0,C1,C2连续的几何意义,并且对C2连续的约束条件进行了改进。

基于CB-RRT^(*)算法的滩涂履带车路径规划

针对滩涂履带车在受潮汐影响的滩涂环境中进行长时间勘测作业的需求,提出柯西贝塞尔快速搜索随机树星(Cauchy Bessel Rapidly-exploring Random Tree Star,CB-RRT^(*))算法进行路径规划。为规划出安全路径,基于全局地图和潮汐数据,并通过滩涂履带车到分界区的距离构建出滩涂预测模型;为提高滩涂履带车移动到目标点需进行多次路径规划的速度,对初始路径的关键树节点使用柯西概率密度函数进行采样缩小采样范围来提高节点的利用率,进而提高算法的收敛性;在重选父节点过程中考虑最大转角约束设定相应系数,并使用连续二次贝塞尔曲线进行拼接的方式来生成路径,达到提高路径平滑度的目的和解决平滑后路径与原路径偏差过大造成的安全性问题。仿真实验结果表明,CB-RRT^(*)算法在静态滩涂环境和动态滩涂环境中,能大大提高算法的收敛性和路径的平滑性,且保证路径长度最优,研究内容可以保证滩涂履带车在各种滩涂环境中进行长时间安全作业。