一种最小长度约束的EMD包络拟合方法

 经典经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)采用三次样条插值方法进行包络拟和,存在较严重的"过冲"现象。在研究该问题已有方法基础上,提出了一种基于最小长度约束的包络拟合方法,以包络曲线长度最小为目标函数,采用Lagrange求极小值法优化极值点处的导数值,然后采用分段三次Hermite函数插值方法进行包络拟合,得到平滑包络线.实验表明该方法能有效地克服三次样条插值法的"过冲"现象和分段抛物线插值法的人为弯折现象,能拟合出更平滑的包络线,使得EMD分解更准确,有效改善模态混淆问题.     

基于能量最小化控制点的B样条插值算法

针对在虚拟现实中重现物体的精确性问题,提出了采用自适应方法提取合适的特征点来插值B样条曲线的算法,实现了满足一定精度要求的数据点拟合以及控制点的反算.该算法首先通过曲率信息选取初始特征点作为型值点,然后应用线性约束能量最小化方法反算出控制点.由控制点和节点矢量拟合出B样条曲线,找出数据点与曲线偏差最大点,利用曲线复杂度指标自适应地添加新特征点,反复迭代直到满足要求的误差精度.该算法适用于逆向工程设计中重建物体和计算空间曲面控制点等问题.     

基于Bezier样条的曲线光滑处理及交互降噪方法

针对计算机辅助测试的数字采样信号向模拟信号转化时出现的拟合失真现象,对Bezier样条插值法进行优化,提出一种基于Bezier样条插值的采样数据光滑曲线拟合方法,并针对个别采样数据失效,提出了一种可直观交互的降噪处理方案.在降噪处理中,依据数字采样信号出现异常的物理特点,从待降噪控制点集合中计算出最佳降噪控制点,并对最佳降噪控制点的临近采样点按照合理的幅度进行降噪,在高效降噪的同时保证了曲线的光滑,保证了拟合曲线的质量,更加准确地反应了模拟信号所代表的物理意义.通过在基于WPF的MVVM模式设计的测井数据处理系统中应用,验证了方法的有效性,取得了很好的效果.     

霍尔传感器特性曲线的样条函数拟合方法

为了对霍尔传感器特性曲线进行有效的拟合,分析了三次样条函数在霍尔传感器特性曲线拟合中的理论,应用软件Matlab 6.5结合实验数据对UGM3501U型传感器的UH-B曲线进行了拟合,给出了传感器拟合点减少的方案,这样可以减少成本和工作量,但对相对误差影响不大.结果表明,原拟合的曲线与减少拟合点后的拟合曲线两者都很光滑,且精度高,相对误差很小,这种方法有很强的实用性和较高的理论价值.     

飞行仿真中气动特性数据拟合方法研究

飞机气动特性数据是飞行仿真的基础,其精确性直接影响着飞行仿真效果.提出一种基于遗传算法的B样条曲线拟合方法,建立了飞机气动特性数据的数学模型.B样条曲线可对复杂曲线进行拟合,但数据点的参数选择影响着拟合的精度.参数选择通常有两种方法,一种是固定B样条基的节点选择参数,另一种是选定参数然后变化B样条基的节点.采用遗传算法将二者统一考虑,同时变化节点与参数使得拟合误差最小.通过气动特性数据拟合验证了该方法的有效性、精确性和鲁棒性.     

太阳能电池最大功率点跟踪技术探讨

介绍了光伏发电系统太阳能电池的输出特性及最大功率点跟踪技术的基本原理.分析了多种常用的跟踪方法的优缺点.重点研究了二次插值法的最大功率点跟踪技术.并设计了一个系统,应用常规实验方法及二次插值法寻找太阳能电池的最大输出功率,试验结果表明二次插值法能快速寻找太阳能电池的最大输出功率.     

基于特征点能量优化的样条插值地形算法

针对在虚拟战场环境仿真中构建大规模地形,现有的计算机硬件条件无法进行实时处理,本文提出了一种对特征点用线性约束能量最小化方法反算控制点;用三次准均匀B样条曲线插值特征点生成B样条曲线,最后利用线动成面的原理生成B样条地形曲面。其中对偏差较大点通过增加新特征点的方法进行了自动修复。通过对实际高程数据值插值地形进行实验,得出运用该方法拟合的地形图更精确、更逼真。该算法主要用于对地形中重点关注区域进行地形重构,以提高局部地区的分辨率和逼真度。     

船体外板曲线曲面拟合研究

在船体外板的制造业中,由于各种船体的外表面大都是由复杂的不可展空间曲面构成,把钢板加工成符合船体制造的外板曲面非常复杂。在此基于NURBS样条曲面的特点,采用NURBS三次样条插值函数方法,经过对曲线曲面拟合方法建立相应的船体外板型值表,以某船厂船体外板为例,通过Auto CAD软件,进行了曲线、曲面的拟合,得到了符合船板制造的拟合外板曲面。     

基于最小二乘法的曲线拟合及其在Matlab中的应用

物理量之间的函数关系的确定在实际研究工作中有很重要的作用。目前我们用于曲线拟合的方法主要是三次多项式插值法,抛物线加权平均法,张力样条函数插值法等,但这些方法计算量大。本文结合最小二乘法的基本原理,利用最小二乘方法进行曲线拟合,计算过程简便。首先介绍了最小二乘法拟合的基本原理,然后介绍了用Matlab实现曲线拟合以得到函数关系的方法和步骤,最后举例详细介绍了该方法的应用。     

肝脏三维重建中模型平滑和网格细化方法

针对力触觉再现系统对三维模型真实性和准确性的要求,在基于二维医学图像重构肝脏三维模型的过程中,提出了一种基于B样条拟合曲线的模型平滑方法和基于最邻近点搜索插值的模型网格细化方法。前者是以最初获得的轮廓点为控制顶点,拟合出平滑的B样条曲线并重新采样,以此实现对模型的平滑操作。后者是在每一次连线构造三角形面片过程中,取两点之间的几何中心作为插值点,以此实现三维网格模型的细化。实验表明,这两种算法能够有效提高肝脏三维模型的重建效果,增强力触觉再现系统的真实性。     

Point control of the interpolating curve with a rational cubic spline

A rational cubic spline, a kind of smoothness interpolation with quadratic denominator, is constructed using the values of a function only. In order to meet the needs of practical design, an interpolation technique is employed to control the shape of curves. The method of value control, inflection-point control and convexity control of the interpolation at a point is also developed. The advantage of this new control method is that it can be applied to modify the local shape of an interpolating curve by selecting suitable parameters simply.     

楔顶双孔受感器试验数据处理方法研究

楔顶双孔压力受感器可以用来获取三维动态流场数据.本文分别采用三次样条插值、最小二乘法拟合和线性插值等三种方法,对基于楔顶双孔高频压力受感器试验数据进行了分析研究,结果表明线性插值法较样条插值、最小二乘法具有更高的精度.     

A stochastic framework for recursive computation of spline functions--Part I: Interpolating splines

The method for exploiting stochastic smoothing techniques to develop dynamical recursive algorithms for the deterministic problem of d interpolation (optimal curve fitting) is shown. A reproducing kernel Hilbert space approach is used to develop an explicit correspondence between spline interpolation and linear least-squares smoothing of a particular zero-mean random process. This random process is shown to be the output of a white-noise-driven dynamical system whose parameters and initial conditions are fixed by the functional form chosen for the spline. A recursive algorithm is then derived for this (nonstandard) smoothing problem, and thus also for the original spline interpolation problem.     

压电陶瓷致动器迟滞曲线插值算法研究

压电陶瓷致动器在精密定位机构中得到了广泛的应用,但其本身固有的非线性迟滞特性严重影响到机构定位控制的精度。通过实验测试压电陶瓷致动器迟滞曲线,对比分析了线性插值、一元三次插值以及三次样条插值三种插值算法的插值效果。实验表明,电压上升阶段采用一元三次插值算法插值和电压下降阶段采用三次样条插值算法插值可取得较好的插值效果。     

H optimal approximation for causal spline interpolation

In this paper, we give a causal solution to the problem of spline interpolation using H^∞ optimal approximation. Generally speaking, spline interpolation requires filtering the whole sampled data, the past and the future, to reconstruct the inter-sample values. This leads to non-causality of the filter, and this becomes a critical issue for real-time applications.Our objective here is to derive a causal system which approximates spline interpolation by H^∞ optimization for the filter. The advantage of H^∞ optimization is that it can address uncertainty in the input signals to be interpolated in design, and hence the optimized system has robustness property against signal uncertainty.We give a closed-form solution to the H^∞ optimization in the case of the cubic splines. For higher-order splines, the optimal filter can be effectively solved by a numerical computation. We also show that the optimal FIR (finite impulse response) filter can be designed by an LMI (linear matrix inequality), which can also be effectively solved numerically. A design example is presented to illustrate the result.     

Mobile WiMAX系统中一种改进的信道估计算法

在Mobile WiMAX OFDMA系统下,研究了线性插值、二阶多项式插值和三次样条插值等几种经典的内插拟合的信道估计方法,仿真发现它们不能很好地支持高速移动性,基于分段线性插值算法提出了一种改进方法。在ITUVA60和Va120信道环境下,对这几种内插算法的误比特率和均方误差性能进行了仿真。仿真结果证明,在高速移动环境下,提出的改进方法要比其他几种算法的性能要好。     

基于有理四次Hermite插值和PSO的EMD包络线拟合算法

针对经典三次样条插值在EMD分解中存在undershoot现象,模态混叠问题及分段三次Hermite插值不够灵活等问题,提出一种基于有理四次Hermite插值和PSO的EMD包络线算法.该算法利用有理四次Hermite中的形状参数调整曲线形状,并采用粒子群优化算法从曲线簇中找到最优平滑包络线.通过仿真信号实验和非平稳信号实验,表明该方法能够有效克服传统方法带来的undershoot问题,改善模态混叠效应,同时分解后的IMF分量正交性和能量保存度指标亦均优于经典CSI方法和PCHI方法.     

OFDM系统中基于导频信道估计方法的研究

对基于导频的信道估计中的插值算法,包括线性、高斯、变换域、低通滤波及三次样条插值算法的性能、特点进行分析比较。其中,三次样条插值算法在对复杂信道的估计方面,具有更好的性能和灵活性。最后,给出三次样条插值利于工程实现的简便算法。