Research on the Arc Interpolation for the Nonstandard Section Curve of the Piston

The transverse section of piston skirt is not a standard circle and is with high precision. So the section curve should be interpolated through the high accuracy method of circular arc interpolation before NC machining. In order to smooth the connection of adjacent arcs and shorten the NC machining program, an interpolation method based on Chebyshev theory of function approximation is proposed here. According to the analysis of the interpolation error, the algorithm is simple and with high precision. By this way the fewest interpolating circular arc segments can be got, and the manufacture requirement is satisfied with the circular arc interpolating curves.

基于样条插值的非线性自干扰对消技术

针对雷达干扰机收发天线之间存在的非线性自干扰耦合问题,研究一种基于样条插值的非线性自干扰对消方法。该方法将样条插值和自适应滤波相结合,分别建立样条哈默斯坦模型和样条维纳模型,通过引入鲁棒性较强的反正切(arctangent,ARC)函数作为代价函数,得到两种模型下样条控制点和滤波器系数的自适应学习规则,并分析样条控制点数量对自干扰对消性能的影响。仿真实验表明,对于带宽为60 MHz的信号,所提基于ARC参数学习方法与传统最小均方参数学习方法相比,对消比获得4 dB左右的提升,收敛速度提高1倍。另外,针对信道突变的场景,所提方法跟踪性能好且稳态误差低。当背景噪声中存在非高斯脉冲干扰时,所提方法能够有效应对脉冲噪声环境下的干扰。

基于ArcGIS的液化小区划方法初步研究

本文对以GIS为基础的液化小区划技术进行了初步研究,收集唐山市区范围内的65个钻孔资料,将获得的有关砂土液化因素的属性信息和空间信息通过先进的Arc GIS技术组织成一个既能展现属性特征又能反映图形分布特征的地理信息数据库。根据钻孔勘测资料采用规范判别液化指数法和多因子线性回归液化判别法,运用Arc GIS中的VBA编程计算各测点的液化指数和液化势,采用克里格插值法由已知钻孔数据推测出未知钻孔数据区域的液化情况,最终得出基于Arc GIS的地震液化小区划图,为专家进行决策和工程应用提供直观系统的依据。借助专家对唐山大地震发生后三天拍摄的航拍片的解译,将其标定的液化范围与本文运用Arc GIS得出的液化小区划图进行对比,不同判别方法的液化等级分布与实际相符,验证了区划技术的适用性。此外虽然不同方法的液化判别成功率不同,但液化程度的分布都大致相同,与航拍片相一致,说明研究某一区域的液化程度和对某一种液化判别方法进行验证,不仅取决于测点的判别成功率,还可以从区划技术出发进行研究和验证。不同的判别方法得出的液化等级面积百分比有所不同,这取决于各个方法中参数的选取和方法的计算精度。

基于Arc/info的电压等高线的实现及应用

为了得到电力系统运行数据的全局宏观信息,需要将电力系统的节点运行数据转换为等高线来显示。以Arc/info为开发平台,提出电力系统节点电压等高线可视化的实现方法,将地理信息与电力系统节点运行数据相结合,先将地理上随机分布的节点转换为规则格网,再利用规则格网法生成电压等高线。最后也利用不规则格网法(TIN)生成等高线,以做效果和精确度的比较,并且已在河南省调度中心的GIS系统中应用该等高线系统。

基于邻域加权的指针式仪表识别技术

提出一种新的指针式仪表精确识别体系。首先使用基于轮廓特征的标注方法,建立刻度-位置映射表,其次进行模板匹配,然后使用基于邻域加权的指针检测方法确定指针位置,最后在该类标注体系下完成基于局部圆弧定位的插值读数。实际应用结果表明:该体系标注简单、读数精确、误差较小,适用于复杂环境的指针式仪表识别。

一种改进型的数字积分圆弧插补方法

在传统数字积分圆弧插补方法和现有的方法的基础上,提出了一种改进型的数字积分圆弧插补方法,该方法使得其插补运算简单合理,插补精度和速度得到提高。

C^2 CONTINUOUS NEARLY ARC-LENGTH PARAMETERIZED CURVE

An efficient method for C2 nearly arc-length parameterized curve is presented.An idea of approximation for the arc-length function of parametric curve which interpolates CAD data points is discussed.The parameterization is implemented by using parameter transformation.Finally,two numerical examples are given.

连续轨迹段平滑过渡的前瞻插补算法

针对数控机床处理连续轨迹段时启停频繁、加工过程中因加速度突变所引起的冲击振动,进而导致加工效率及精度降低等问题,以多项式为基础,构建一种柔性加减速控制的前瞻插补算法。首先,在相邻轨迹转折点处建立圆弧过渡模型,根据轨迹误差及加速度等约束条件求得过渡圆弧处的最大转接速度;其次,为实现加加速度可导、加速度连续可导,提出一种基于多项式的柔性加减速算法;再次,基于柔性加减速算法和前瞻控制实现对连续轨迹圆弧衔接处速度的规划;最后,在运动平台上进行对比试验验证。试验结果表明,提出的前瞻插补算法满足系统的轨迹精度要求,速度和加速度曲线连续平滑且没有突变,保证了加工过程中的平稳性并提高了效率。

等弦分割采样的球面插补算法研究

机器人空间球面插补算法大都为多段圆弧插补组成,针对现有的圆弧插补计算量大、复杂等问题,提出了一种基于等弦分割采样的新型空间圆弧插补算法,该算法利用弧长与弦长的映射关系,将弦长等分求得圆弧上插补点坐标。根据计算所求得插补点均在圆弧上,消除了插补的累积误差,提高了圆弧插补精度,与其他空间圆弧插补算法相比运算时间大幅减小,并仿真验证求得空间圆弧插补点。通过样机实验,验证了上述插补算法的正确性。将这种新型空间算法应用到更为复杂空间球面插补,求解并仿真出球面插补点坐标,求解机器人在球面插补的末端姿态。通过MATLAB对机器人建模并仿真出球形插补过程,验证了该算法的有效、可行性。实现了不同尺寸球面插补的仿真。

基于微分模型的空间圆弧与椭圆弧插补研究

针对目前圆弧插补与椭圆弧插补在适用范围、计算效率与精度方面的问题,通过引入微分模型表达空间圆弧与椭圆弧,提出了基于微分模型的空间圆弧与椭圆弧插补方法,能实现空间任意圆弧与椭圆弧的插补。在空间圆弧插补中能实现零径向误差与零速度波动。在空间椭圆弧插补中能实现零径向误差与较低的速度波动。同时,该方法的插补过程统一了圆弧和椭圆弧的正逆插补,无需象限判断,因此插补流程简单高效。另外,该方法采用的插补点递推公式能转换为一系列简单的四则运算,因此插补计算效率高。仿真对比分析表明了该方法相对于目前的方法具有很大的优越性。最后,在自主开发的数控平台上实现了该方法并完成了试件的加工。

Abel逆变换的数值算法

针对电弧等离子体温度场分析中Abel逆变换的计算,提出了3种数值解法三次样条插值法、Radon逆变换法以及离散数据曲线拟合法.通过对单峰型函数进行验证,分析了各种方法的特点,对3种方法在精度、程序实现性以及积分奇异点处理等方面进行了比较,指出它们在不同的实际温度场分析计算中各自的优势.

圆弧插补终点判断方法研究

圆弧插补是数控系统必备的功能,有效的终点判断算法是插补运动顺利实现的保证。提出了距离判断、角度判断以及符号判断三种圆弧插补终点判断方法,进行了有效性分析。实验验证结果表明,在一般加减速速度规划下,提出的方法能够实现微段圆弧、整圆或近似整段圆弧、过象限圆弧插补的终点判断。

基于运动控制芯片MCX314的运动控制器设计

设计了一种基于MCX314运动控制芯片的4轴3联动的运动控制器,采用了单片机C8051F020对运动控制芯片MCX314进行控制的嵌入式运动控制器方案,给出了MCX314与C8051F020的硬件连接及实现圆弧插补的流程图,实践表明该方法可以实现低价、高效的运动控制器,且开发过程也较为简单.

一种新的平面曲线圆弧插补节点获取方法

数控加工中,平面曲线的圆弧插补前,先要在曲线上取节点。在分析了传统的等弦长法和等误差法取点的不足后,提出了一种基于曲率分析的平面曲线获取节点的方法。对一条三次B样条平面曲线的处理结果表明,本方法所产生的节点数比等弦长法和等误差法所产生的节点数明显减少。

基于STEP-NC的CNC系统中插补技术研究

STEP-NC是一个新的数控编程接口,基于STEP-NC的CNC系统是未来数控技术发展方向之一。在该系统中不但具有直线和圆弧插补功能,而且还具有样条曲线插补功能。开发了一个统一的基于NURBS样条曲线插补的通用插补器,推导出一个简洁的NURBS几何数据预处理算法,详细论述了基于等弧长的插补技术和插补原理。最后,通过仿真和实例加工验证了上述算法的有效性和可靠性。

六次PH曲线G^2 Hermite插值

以其在弧长计算与等距线表示上的优势,PH曲线成为近年来计算机辅助几何设计研究的焦点问题之一。为此讨论了六次PH曲线的G^2 Hermite插值问题。在指定自由参数下,对两类六次PH曲线分别进行复分析曲线求解,得到满足G^2插值条件的六次PH曲线和控制顶点。通过弧长、能量积分、绝对旋转数的衡量,选取较好的插值曲线。进一步,讨论了用六次PH曲线G^2 Hermite插值逼近90°和67°圆弧的问题。在同一个自由参数下,选择插值最好的曲线,可实现六次C1 Hermite插值逼近圆弧的效果,且逼近90°圆弧时,优于五次G^2 Hermite插值逼近的PH曲线,而逼近67°圆弧时,与最好的五次PH曲线达到的效果几乎相同。

Pascal蜗线型齿轮滚切插补算法对比

根据Pascal蜗线型齿轮滚切加工模型推导出Pascal蜗线型齿轮滚切插补算法,探讨了不同插补算法中程序段弧长和机床运动轴的变化规律.同时,为了对比程序段弧长的均匀性,提出了程序段弧长均匀度的概念.实例结果表明,在最小曲率半径处,工件等极角插补程序段弧长最长,工件等转角插补程序段弧长变换较为平稳,工件等弧长插补程序段弧长相等;3种插补算法程序段的弧长均匀度由小到大依次为工件等弧长插补、工件等转角插补和工件等极角插补;采用工件等极角插补算法时机床运动轴无一恒定,不便于控制,采用工件等转角插补算法的滚刀控制复杂,而工件等弧长插补算法较为实用.

激光熔覆再制造复杂轴类零件的轨迹规划

对于复杂轴类零件的激光熔覆再制造,实现轨迹规划及自动编程较为困难。针对这种情况,结合逆向工程与轴类零件再制造的特点,完成了基于非均匀有理B样条(NURBS)曲线的复杂轴类零件表面逆向。提出了面向激光熔覆再制造的NURBS曲线等弧长插补方法并设计了一种基于Romberg求积公式的牛顿迭代数值算法。开发了6自由度关节机器人的轨迹规划及辅助编程程序。对实验零件熔覆层金相组织、厚度、显微硬度进行了测试和分析。结果表明,熔覆层与基体形成冶金结合;熔覆层厚度均匀,在光束最大倾斜至水平夹角42°时,熔覆层厚度比最厚处减少0.034 mm;显微硬度明显高于基材。证明了这是一种可靠的激光熔覆再制造方法。

电弧等离子体温度场中Abel逆变换的数值算法分析

针对电弧等离子体温度场分析中Abel逆变换的计算,提出了3种数值解法:三次样条插值法、Radon逆变换法以及离散数据曲线拟合法.通过对单峰、双峰型函数的验证,分析了3种方法各自的特点,得到这3种方法在精度、程序实现性以及积分奇异点处理等方面的比较,指出了在不同实际温度场分析计算中3种方法各自的优势.

基于嵌入式软PLC技术的运动控制功能块的研究

嵌入式软PLC技术在以传统PLC技术、嵌入式系统及软PLC技术为基础发展而来。针对不同的运动控制器所需的编程语言不同的问题,深入研究了嵌入式软PLC技术和PLCopen准则,以广州创龙公司的omapl138开发板为硬件平台,移植基于Codesys SP为内核的操作系统,并以圆弧插补算法作为运动控制功能块的研究对象,实现了符合PLCopen规范的多轴运动控制功能块的开发。在Matlab软件中完成对功能块的仿真验证,并将功能块下载到不同运动平台上。结果表明,功能块执行正确,符合设计要求,具有良好的兼容性。