一类有理曲线曲面的修改方法及计算机实现

本文首先进一步探讨三次Ｈ－样条曲线的一些性质，推导了曲线权函数性质，得到了位相似定理，证明了曲线保凸的充要条件，给出了曲线二阶几何连续的条件。然后，对三次Ｈ－样条形式的有理曲线曲面，给出了权因子的几何解释，提出了一系列修改曲线曲面形状的算法，并将其应用于各种实例，在计算机得以实现。结果表明，采用有理Ｈ－样条方法设计曲线曲面，便于局部修改，形状容易控制，能使造型达到满意效果。     

关于有理B－样条曲线的权因子的研究

对有理Ｂ－样条曲线中的权因子作了研究。首先，阐述了权因子的几何意义，证明了权因子是有关四点的交比；分析了权因子的极限性质与零权因子对曲线形状的影响。其次，就曲线上一点在控制点方向与任意方向移动这两种情况，给出了曲线形状调整时的权因子计算公式，从而得到调整后的曲线方程，并给出一个应用算例。再次，提出了有理Ｂ－样条曲线的分解表示方法，即将ｎ次有理Ｂ－样条曲线用ｑ个二次有理Ｂ－样条与（ｎ－２ｑ）个一次有理Ｂ－样条的乘积形式表示，并给出相应的条件。最后讨论了有理Ｂ－样条曲线对控制多边形的逼近问题。     

B-样条曲线奇点的几个定理

根据B-样条曲线控制多边形的剖分理论和B-样条曲线及其基函数的性质,分别给出B-样条曲线出现奇点的两个充分必要条件。     

关于有理B—样条曲线的权因子的研究

对有理Ｂ－样条曲线中的权因子作了研究，首先，阐述了权因子的几何意义，证明了权因子是有关四点的交比。分析了权因子的极限性质与零权因子对曲线形状的影响，其次，就曲线上一点在控制点方向与任意方向移动这两种情况，给出了曲线形状调整时的权因子计算公式，从而得到调整后的曲线方程，并给出了一个应用算例，再次，提出了有理Ｂ－样条曲线的分解表示方法，即将ｎ次有理Ｂ－样条曲线用ｑ个二次有理Ｂ－样条与（ｎ－２ｑ）个一次     

一类可控制的三次参数样条曲线的拐点、奇点的讨论

本文是在文[3]基础上的继续与发展,内容包括: (1)构造了一类三次参数曲线。 (2)证明了一个定理:在非退化的情形下,由曲线方程所确定的平面三次参数样条曲线段:(ⅰ)既没有奇点又没有多余拐点;(ⅱ)没有拐点的充分必要条件是: 1/2<λv_i/(1-λ)<2。     

基于Lupas q-拟Bernstein算子的G~2样条曲线

为增加自由型曲线形状调控能力,以Lupas q-Bernstein算子的性质为基础,给出了Lupas q-拟Bezier曲线的新性质;进一步,在控制顶点给定的情况下,通过引入新的形状参数获取额外自由度,对分段Lupas q-Bezier曲线进行光滑拼接构造G2样条曲线。特别地,当选取特殊形状参数时,曲线可退化为Gamma样条曲线。理论分析和计算实例表明G2样条曲线较Gamma样条曲线在形状控制方面具有更多的灵活性。     

任意平面曲线的圆弧逼近方法

提出了一种根据给定精度逼近平面任意曲线的方法。该方法可以逼近任意次有理Ｂ样条曲线以及非均匀有理Ｂ样条曲线，尤其克服了双圆弧逼近方法的局限性实现了对封闭曲线的圆弧逼近。该方法独立于坐标系，独立于曲线类型。实际应用结果表明，它是一个适用于ＣＡＤ／ＣＡＭ集成系统任意平面曲线的圆弧逼近通用算法。本文对边界条件确定、误差修正和拐点处理进行了一定的研究，得出了一些价值性高、实用性强的结论，为数控加工任意平面曲线提供了一条简捷、易行、可靠的途径。     

参数三次H-样条在曲线拟合中的应用

本文系文[1]的续篇,主要方面内容包括:严格推导了根据曲线型位点求H-样条的特征多边形顶点的公式;解决了H-样条曲线拟合端点条件的处理方法;对H-样条曲线拟合的保凸条件进行了探讨;通过实践,归纳了H-样条曲线拟合的工程应用特点。最后指出:H-样条曲线由于方法简单,计算量小,适用于微机CAD/CAM系统中的曲线设计和拟合。     

一类可控制的保凸三次H-样条曲线和曲面的构造法

本文发展的用于曲线与曲面设计的三次H-样条曲线的方法,是文献[3]的推广。它简单易行,计算有效。 本文内容包括: (1)构造了一种可控制的保凸三次H三样条曲线和曲面。其方程由显格式表示: H_i(t)=1/(1 λ)[t~3,t~2,t,1](?) (2)讨论了它的几何特性。 (3)证明了保凸性的充要条件。 (4)得出了最佳的误差估计。     

球面NURBS曲线

给出球面NURBS曲线生成算法：用球面上测地线－劣大圆弧代替直接段，将欧氏空间R^3中的deBoor递推算法推广到球面上构造曲线。讨论了这种曲线的若干性质，有类似地欧氏空间中的性质，指出其不具有类似于欧氏空间中的NURBS曲线的分裂性质，给出球面NURBS曲线的插入节点算法，以及球面上等距三次B样条的曲线的插值方法。作为对曲线生成算法和性质以及插值方法的应用，文末给出了一些图形实例。     

自由曲面与平面的一种分割,跟踪求交方法

为解决离散求交方法存在的交线上的同一点被两次计算等问题，本文提出了将自由曲面按一定精度在参数域内分割，并在参数城上跟踪交线的求交方法。采用先判断交线在参数域的像是否通过分割的参数块的角点，后判断是否通过参数块的非角点边的判断次序；对于与容差选择有密切关系的具有相对意义的判断结果（交线的像通过参数块角点），利用在参数域内对各分割参数块编号确定的邻接关系，采有先确定候选有交线进入参数块─一探测的策略；对在一定条件下具有绝对意义的判断结果，根据参数块编号所确定的邻接关系，直接确定交线的下一进入块，由于采用跟踪方法，对逼近交线的一系列直线段的每个端点只计算一次，故上一直线段的末端点直接作为下一直线段的首端点。算法实施的结果表明，采用上述处理方法解决曲面与平面的求交，计算稳定性、可靠性好，整体效率也较高。     

平面四杆机构轨迹曲线综合中的结点问题研究

建立了平面四杆机构连杆曲线的结点与原动件的角位移的六次方程式 ,对连杆曲线结点的类型、存在条件及识别方法进行了研究 ,提出了以曲线的结点、回转数、变曲点、曲率极大点等为基准的连杆曲线的综合法 ,验证了几何特征值用于解决复杂曲线综合问题的快速有效性。     

有理Bézier曲线的全正性与形状调控

本文证明了有理Bézier曲线的全正性,并由此推出有向角性质与变差减缩性质,还提出了对曲线形状进行调整与控制的几种方法。     

自适应加减速控制的NURBS曲线插补算法

通过对轮廓误差引起的速度变化曲线分析,提出了自适应加减速控制的NURBS曲线插补算法,在插补预处理中对进给速度突变的敏感区域进行加减速控制。应用该算法,在保证系统加工精度的基础上,自适应地调整进给速度,使进给速度变化趋于平滑,有效地避免了进给速度一阶或二阶导数的变化对伺服系统造成的机械冲击。通过NURBS曲线插补的实例,验证了该算法的可行性和有效性。该算法同样可以应用于其他参数曲线的轨迹规划。     

用能量优化法选取细分网格顶点

分析了混合曲面初始细分网格的特点,将网格线进行分类。在这一基础上．利用曲面光顺的网格能量法,给出了计算网格顶点的优化模型。针对优化模型的特征,优先计算网格中的关键点,并把优化模型转化为线性方程组求解。这个计算网格顶点的方法实现了初始细分网格中顶点选取的自动化。实验表明,用文中方法选出的顶点能使混合曲面具有良好的光顺性,且有较高的计算效率。     

正交投影二次曲面立体图的斜置对称面检测

斜对称检测是三维重建中一个重要的环节,恰当地对斜对称进行处理可以减少几何约束,从而降低三维重建的复杂度.改进了Sugimoto提出的包括椭圆曲线在内的平面二次曲线的斜对称检测方法,扩大了实体的覆盖域,实现了包括双曲线和抛物线在内的二次曲线的斜对称检测,并通过参数化检测的方法完成了空间二次曲线的投影匹配,最终得到二次曲面体的斜对称面.最后经算例验证得到了满意结果.     

用任意空间曲线控制的复杂组合曲面数控加工算法研究

提出了一种基于参数曲面三角化的复杂曲面刀具轨迹生成方法。即利用给定的任意空间曲线作为控制边界，构造新的参数曲面，在此简单参数曲面上生成刀具轨迹。离散化复杂组合曲面为若干平面三角片，投影已生成的刀具轨迹到平面三角片上，再考虑加工精度、余量、干涉等，便可得到复杂组合曲面的刀具轨迹。根据该方法还可以获得指定加工区域的刀轨。     

航空发动机全包线鲁棒变增益LPV控制律设计

提出了一种结合多胞形鲁棒变增益控制综合技术和基于系统广义距离的调度策略的航空发动机全包线控制方法。利用雅克比线性化方法获得包线内多点的发动机线化模型,将这些点作为多胞形模型的顶点,并利用多胞形鲁棒变增益控制综合技术设计顶点控制器。引入能够反映系统广义距离的间隙度量来计算包线内其他点的凸分解系数,结合顶点控制器实现全包线内发动机中间状态高压转速控制。全包线内的仿真结果表明,采用该控制方法能够满足航空发动机中间状态控制要求,具有较好的鲁棒性和跟踪性能,同时保证了控制器在全包线范围的稳定性。