基于五次B样条插值的汽车轮毂打磨机器人协作控制

为提高双臂协作机器人的控制精度,以双臂协作的汽车轮毂打磨机器人为研究对象,在采用D-H法对双臂协作机器人进行运动学分析与正逆运动学求解的前提下,采用五次B样条插值法在笛卡尔空间中对机器人的协作进行轨迹规划。仿真结果表明,该控制方案可实现双臂协作机器人的智能控制,且整个控制中机器人关节未出现碰撞和相互干涉的现象;相较于五次多项式插值、七次B样条插值的轨迹优化算法,在五次B样条插值算法的路径规划中,速度、角加速度、加速度规划的曲线均得到了有效的改善,其中加速度最大降低0.78%,说明通过五次B样条插值算法更能降低打磨机器人机械臂的惯性力,减少惯性的冲击,具有一定的工程应用价值。

基于警戒机制的RRT无碰撞双路径规划算法

针对双臂机器人或双机械臂的路径规划问题,提出一种双路径快速扩展随机树(DP-RRT)算法。基于传统的快速扩展随机树(RRT)算法,设计了一种警戒机制,使同时生长的两个随机树能够时刻相互感知,且互为动态障碍来规避彼此;采用交替生长策略改进生长过程,来避免相互间可能出现的无序碰撞、路径交叉和生长抑制等问题,并引入非均匀B样条曲线来平滑路径,以减小机械臂运动产生的冲击。仿真结果表明,与两次应用RRT算法相比,各种环境的规划成功率都有所提升,尤其在10 mm大步长条件下,4种环境的搜索成功率分别提升了10%、31%、65%、84%,平均总路径减少10.8%。总之,DP-RRT算法在搜索成功率,计算时间和路径质量上都比与传统两次应用RRT算法的方案表现得更好。

DIN 5480渐开线花键在双质量飞轮中的应用设计

双质量飞轮广泛应用于汽车传动系统中,其次级质量具有的渐开线花键毂须与CVT、DCT及DHT等变速箱的花键轴实现连接匹配,才可用来传递发动机扭矩。为了提高花键副的传扭能力及使用寿命,行业内往往采用齿形变位的方式来增加渐开线花键的基本齿厚与基本齿槽宽。根据传动系统中花键副的匹配经验,基于德国DIN 5480渐开线花键标准列举了花键副的具体计算实例,为类似应用结构的花键副匹配设计提供参考。

平均断面法计算渠道土方量的本质缺陷及改进

对传统的渠道土方计算使用的平均断面法进行了详细分析。针对该方法的本质缺陷,提出了运用二次B-样条函数拟合渠道填方或挖方断面面积函数,再结合样条积分公式来计算土方量的渠道土方计算方法,并通过实例对该算法的实用性及优越性进行了说明。

基于对偶四元数的五轴等距双NURBS刀具路径规划

针对由离散刀位构成的一阶线性不连续刀路影响机床运动平稳性的问题,提出在工件坐标系下对线性刀路进行光顺,获取满足精度且达到G1以上连续的等距双非均匀有理B样条刀具路径。采用对偶四元数描述五轴刀位,利用对偶四元数B样条矢量函数拟合线性刀路,获取五轴联动的刀具B样条运动轨迹,插值得到描述刀具中心点和刀轴点运动轨迹的等距双非均匀有理B样条曲线刀具路径。算例表明,采用本算法对工件坐标系中的线性刀路进行光顺,在提高刀具轨迹运动平稳性的同时,可以获得满意的加工精度,适用于五轴高速精密加工。

广义B样条曲线的节点去除与光顺算法

广义B样条曲线具备了B样条曲线的各种优良性质,又因为其独具的核函数为形状设计带来更加丰富的可能性,文中提出了广义B样条曲线的节点去除与光顺算法.首先给出了构造广义B样条对偶基的新方法,其时间计算复杂度得到了很好的控制;其次摘除需去除的节点,再利用对偶基的最佳逼近性质,采用广义B样条的对偶基求得新的广义B样条曲线的控制顶点;在广义B样条曲线光顺中引入跳跃值的概念,如果某个节点附近的跳跃值较大,则去除相应的节点,从而实现在此节点处的光顺.最后通过大量的数值实例,展示了算法的有效性.

基于双频GPS观测信息和星间距离测量的高精度星间相对定位方法

以双星编队为对象,建立了基于GPS双频P码、双频载波相位以及星间距离观测信息的相对定位样条模型。理论分析与仿真结果表明:与仅采用单频GPS测量信息相比,该方法不仅能有效地提高相对定位精度,而且还能大大减少整周模糊度判定所需的历元数。

基于双三次样条重建断层扫描图像

断层扫描(CT)技术在医学领域的应用,大大促进了医学的发展。本文采用的双三次样条插值算法是在三次样条插值算法上扩展并成功地应用到CT切片数据当中的。经过插值处理的切片显示给医生,对提高医疗诊断的准确性有很大的帮助。

均匀二型剖分下的二元五次B样条基函数及其应用

1975年王仁宏建立了任意剖分下多元样条函数的基本理论框架,即所谓光滑余因子方法.多元样条在函数逼近、计算机辅助几何设计、有限元及小波等领域中均有重要的应用.由于某些特殊剖分如均匀剖分的可研究性,1984年王仁宏给出均匀二型剖分下的二元三次一阶光滑样条空间S13(Δm(2n))的维数及其B样条基函数,在计算机辅助几何设计,微分方程数值解等方面应用广泛.在研究光滑余因子方法的基础上,分析均匀二型剖分下的二元五次三阶光滑样条空间S35(Δm(2n))函数空间,给出了S35(Δm(2n))的维数及其B样条基函数,满足曲面拟合和微分方程数值解等应用中对更高阶光滑性的要求.基于该组基函数,提出一种Poisson方程的数值解方法,通过数值实例检验该方法的精度.

复杂曲面加工中等距双NURBS刀具路径高效插补方法

为降低复杂曲面加工中采用相同节点向量生成等距双非均匀有理B样条(NURBS)刀具路径的插补误差并提升插补实时性,提出一种基于改进协同进化遗传算法及三阶导出Newton型参数计算的双NURBS刀具路径插补方法。基于误差控制选取部分刀具中心点和刀轴点离散数据,并采用同一节点向量构造双NURBS曲线,利用协同进化遗传算法调整刀轴点曲线的权重值,以降低曲线的拟合误差从而提高插补精度。实际插补时,采用三阶导出Newton方法提高插补参数的计算精度,以进一步降低插补误差,减少参数计算时间。仿真实验表明,与其他方法相比,该算法能够有效降低插补误差、提升插补实时性。

浅析断面法在道路土石方量计算中的应用

针对土石方计算常使用的断面法的特点进行了分析介绍,并结合工程中的实际情况对该方法所采用的不同计算公式进行了分析,并通过实例对算法的实用性及优越性进行了说明。

五次二重样条小波的微分方程自适应正交配置

对于五次二重样条插值快速求解算法,在能量内积意义下通过建立对偶小波,刻划了函数值和小波展式系数之间的关系,进而得到了它的奇性检测性质。最后将该格式用于构造求解微分方程的自适应正交配置算法。

基于张量积样条函数的打印色彩校正

为解决设备间色彩再现不一的问题,提出了一种打印校正算法.建立了打印机色彩校正的数学模型,分析了打印特性,并通过张量积样条函数对打印机色彩的非线性进行描述,最后提出了双金字塔结构,实现了打印的快速校正.试验表明,该算法准确描述了打印机色彩的非线性,在C IELAB色彩空间的平均校正色差小于2.0,耗时不到30 m in,需要打印的样本数目较查找表算法降低了约10倍.

对谐波齿轮传动中以渐开线齿形拟合理论齿形之合理性的分析

在对采用渐开线齿形的谐波齿轮传动的啮合区进行了精确计算与分析后,对谐波齿轮传动中,以渐开线拟合理论齿形的合理性问题,提出了新的看法。

微分算子平均插值与光顺样条的一种速推构造法

本文考虑由线性微分算子决定的一类平均插值与光顺样条，通过选取微分算子核的一组对偶基底，引入适当的内积，所求的样条描述为一类极小范数问题的解，然后经过细致的推导给出了样条的简洁的递推公式．

Powell-Sabin(Ⅱ)型加密三角剖分上的二元三次超样条空间

利用B网和最小决定集技术,构造了Powell-Sabin(Ⅱ)型加密三角剖分上超样条空间S31,2(△PS2)的最小决定集,给出该空间的维数及Hermite插值方案.

基于双样条拟合的五轴插补算法

五轴加工在精加工中应用越来越广泛,在某些加工应用中如果直接采用单样条曲线拟合,会在插补时出现加工速度及加速度难以调控的情况。而采用双样条拟合可以实现刀位文件里刀轴矢量与刀尖点坐标的分开计算,使得在不损失拟合精度的同时,还能有效改善加工时刀具的运动学表现。通过采用双样条拟合方法对S样件的加工进行仿真研究,采用B样条最小二乘法曲线拟合及S型曲线速度规划,并与常见的五轴样条插补方法进行了综合比较,从而证明双样条插补的可行性和实用性。

基于B样条的支持向量分位数回归

支持向量机能很好处理分类和回归问题,分位数能更全面、稳健地表达随机变量之间的关系,因此基于支持向量机的分位数回归成为非常流行的统计学习方法。当前,支持向量分位数回归方法大多是基于高斯核函数、径向基函数等,却少见使用B样条基。该文利用B样条基函数优良的拟合特性,将其用于支持向量分位数回归,给出模型的建立和求解,并给出模拟和应用研究。

具有样条对偶的散度自由小波

选取2对在弱对偶意义下满足微分关系的B-样条作为尺度函数,构造了L2(n)n上具有样条对偶的散度自由单小波,证明了不可压缩流体向量场在弱对偶意义下的投影保持散度自由性质,并给出了具体的例子.

一种新的样条小波的构造

基于M allat的多分辨分析理论,利用小波的传递函数构造法,构造出一种新的任意阶B样条小波.新构造出的样条小波表达式简单,且两尺度序列及其对偶很容易求得.该方法易于对信号进行小波分解与重构.