CNC软件圆弧插补算法的分析与研究

快速而准确的圆弧插补算法一直是人们努力追求的目标。本文在深入分析了五种圆弧插补算法的基础上，把它们归纳到统一的理论依据之下，并就人们在理论方面研究甚少的插补运算的速度和插补轨迹精度问题进行了深入的分析与理论推导。同时，通过在计算机上对各种插补算法在插补运算速度和插补轨迹精度两方面的实际测试、验证与分析比较，提出了最佳择优方案，并在实际应用之中取得了满意的效果。     

常见NURBS曲面上的C^2曲线插值法

研究限制在光滑曲面∑上的曲线插值问题，基于构造一个D包含于R^2→R^2，且像集成∑的映射，将曲面上曲线插值归结为通常R^2上的插值曲线构造，避免了一般曲面上测地距离不易求得的难题，获得了如球面，圆柱面，圆锥面等常用曲面上的NURBS插值曲线，进一步用NURBS构造曲面∑，解其反演方程，在平面上进行NURBS插值，给出一般参数曲面∑上C2曲线插值方法，并对大量实例进行计算，分析误差，绘出曲线插值 图，从RMSE（Root-mean-square error)误差及绘制的实例图看，插值效果好。     

一类二维样条函数的最佳误差估计

本文对一类非均匀二维插值样条的研究,得出了矩形域R上双三次插值样条函数x(u,w),当满足条件时,在矩形域R边界上节点处的三阶和四阶混合偏导数的估计式,推广了均匀分划情形的结果,获得了精确的误差估计。     

基于自适应插值算法的视频图像缩放技术及其FPGA实现

介绍了一种基于自适应插值算法的视频图像缩放技术;重点阐述了采用FPGA芯片实现该算法的原理和具体结构。经实验验证,该算法及其FPGA实现能有效消除传统插值算法在物体边缘部分出现的锯齿,提高图像经过缩放后的视觉质量,同时具有较低的复杂度,适用于实时图像处理。     

五轴加工中非线性误差的检测和处理方法

非线性误差是多轴数控加工中加工误差的重要来源,在多轴加工中不可避免.在对前人工作分析的基础上,提出了一种在机床后置处理中减小机床过大非线性误差的算法,该方法通过对机床旋转轴的变化量进行监测,找出存在过大非线性误差的刀位点,并使用线性插值的方法进行修正.对修正前后的变化量进行了对比,结果显示该方法能显著的减小加工的非线性误差.同时该方法计算过程简单并且可以统一处理机床的一般非线性误差和后置奇异点处的非线性误差.仿真结果亦表明此方法切实可行.      

三次样条插值法在气动导数计算中的应用

在飞行仿真建模过程中,快速、精确的气动导数查寻可以提高仿真系统的实时性和逼真性。在研究大量现有气动导数查寻方法的基础上,提出了一种运用三次样条法、双三次样条法进行气动导数查寻的新思路,该方法不仅避免了以往线性插值的"局部性",提高了计算结果的精度,而且还克服了函数(多项式)拟合法导致动力学模型通用性差的缺陷。仿真实验表明,该方法在气动力和气动力矩的计算中是有效的、可行的。     

空天飞机再入轨迹的变精度序列优化方法

为提高空天飞机再入轨迹优化方法的稳健性和精度,提出一种变精度序列优化方法。优化计算过程分为3个步骤：首先进行预优化,即在粗离散情况下,应用混合优化方法进行轨迹优化,获得各时间点设计变量的最优解;然后对预优化的结果进行一元全区间插值处理,获得细离散情况下设计变量的初值;最后进行精细优化,获得精度更高的计算结果。算例结果表明,变精度序列优化方法能稳健地求解空天飞机再入轨迹优化问题,并能以较少的计算量获得满足精度要求的优化结果。     

数控系统中空间任意平面圆弧插补算法

以往的数控系统只能插补平行坐标平面的圆弧,本文根据坐标系旋转的原理,提出了一种可以插补任意平面圆弧曲线、且可以满足控制实时性要求的插补算法,以简化编程,提高加工精度。     

关节型机器手臂笛卡尔轨迹规划

为了消除机器手臂空间轨迹规划中采用一般插补法产生的尖角,且让机器手臂在非匀速运动状态下,能够具有连续的速度和加速度.结合空间直线插补和圆弧插补算法,提出一种新的圆弧连接均值直线插补法,并在此基础上进行二次插值,从而使得该算法在加速和减速时也可以获得很好的平滑性,在MATLAB环境下对算法进行了仿真.通过该算法以及对拟合度的调整可以获得最优规划路径.该算法在机器手臂轨迹规划当中具有较好的可行性.     

基于ordered-EAMP模型的多材料传热结构拓扑优化

基于多材料变密度拓扑优化方法提出了一种密度指数函数插值的有序多材料性能近似(or-dered exponential approximation of material properties,ordered-EAMP)模型,数学性质以及算例表明,与传统的SIMP/RAMP插值相比,该模型具有计算稳定,收敛速度快,优化结...