曲线曲面加工控制的数据处理方法

在用数控机床加工异型曲线和曲面时,如果采用函数跟踪法加工原理,则要求被加工曲线和曲面的定义式是二次函数,并给出坐标点的一阶和二阶偏导数。本文提出将给定函数或离散坐标点定义的曲线,分段用二次曲线拟合的计算方法。这种方法,较之用直线和圆弧逼近这些曲线,程序段少,编程容易,且控制精度大大提高,是一种有效的加工前数据处理方法。     

LSC87嵌入式协处理器中超越函数的实现方法

介绍了在数学协处理器中常用的超越函数实现方法,分析了在INTEL8087协处理器中超越函数实现算法的优缺点,讨论了嵌入式协处理器LSC87的超越函数实现算法。为优化设计规模和速度,三角函数直接采用超越函数实现算法,而在指数函数和对数函数中采用RESTORING SHIFT-ADN-ADD算法。在基本保持原协处理器数据路径结构的前提下,函数计算的速度有了较大提高。     

数控加工曲线的等弧长圆弧拟合方法

数控加工中,只有直线和圆弧才能直接进行加工,对其他任何曲线的加工都必须首先用直线或圆弧进行拟合.用圆弧拟合曲线的方法很多,但都存在不同程度的不足.为此提出了用曲线段长度作为圆弧长度,按照曲线段斜率变化规律判定圆心方位,以凸弧代替凸曲线的曲线圆弧拟合方法;用级数展开简化超越三角方程,避免了迭代求解的麻烦,提高了曲线拟合效率.计算结果表明:所提出的方法其曲线拟合精度较高,计算便捷,是实际应用中曲线轮廓加工的有效曲线拟合方法.     

保单调插值的奇异混合三角/双曲B样条

为了使得插值曲线保单调,设计了两类新的平面参数曲线及其保单调插值算法.计算奇异混合函数,把三角/双曲多项式B样条曲线与奇异多边形通过奇异混合函数混合,无需解方程组或繁琐的迭代,得到自动插值给定平面点列且C2(或G1)连续的带形状参数的复合曲线,尤其能得到摆线、螺旋线、双曲线、悬链线等各类超越曲线.通过把插值曲线的导矢分量转化为类Bernstein多项式,并且利用Bernstein多项式非负的充要条件,得到插值曲线单调的充要条件,获得形状参数合适的取值范围. 该方法简单方便,所得参数范围保证了插值曲线保单调.     

非圆曲线与列表曲线的拟合

阐述了目前国内外对于非圆曲线和列表曲线的拟合方法。在对非圆曲线和列表曲线拟合编程及应用于数控加工实践的基础上,提出了圆弧样条函数拟合和双圆弧拟合是解决非圆曲线和列表曲线拟合的有效途径。     

砖烟囱的竖向自振特性的一个计算方法

本文假设了接近砖烟囱实际截面面积的函数,推出了一个变系数的自由振动微分方程。对方程进行变量替换的演变得到了方程的三角函数解。根据边界条件得到的频率方程为超越方程,对超越方程求解,给出了前三个频率的一组曲线解。由这组曲线解,只需知道顶面和底面面积之比和高度,就可查得从等截面柱体到各种比例的变截面截锥体的竖向自振频率。     

两种新型球面螺旋天线的特性分析

将平面等角螺旋天线投影到半球面和部分球面上,得到半球面螺旋天线和部分球面螺旋天线两种新型球面螺旋天线．采用基于曲线基函数的矩量法对其辐射特性进行了分析,给出了天线的驻波、增益、极化及方向图等随频率变化的曲线．新型半球面螺旋天线具有较宽的圆极化带宽,部分球面螺旋天线增益曲线较为平坦,且易于加工,为不同要求下天线形式的选取提供了良好的依据．     

模具型腔铣削加工工艺参数优化研究

根据铣削加工的实际要求,确定约束条件,并对其中相关的实验曲线利用非线性回归的方法求出其数学函数,建立数学模型,对模具型腔铣削加工参数进行优化设计,从而在保证合理前提的条件下,得到最低成本或最短加工时间的最优方案。     

人体胸围曲线的拟合方法

针对描点法获取的真实人体胸围的近似曲线,绘制其外接圆顺曲线,并通过比较各个函数的拟合效果,确定以三次多项式函数进行拟合,然后经过修正获得胸围曲线长度和胸宽、胸厚的函数关系,最后通过曲线缩放推算同号型下胸围的长度,为非接触式二维人体图像的自动测量提供围度计算算法.实验证明,采用本文方法拟合出来的函数曲线误差小,基本满足服装设计尺寸误差要求.     

NURBS及Hermite混合高速加工插补算法

在考虑工件轮廓的几何特点对加工效率与加工平稳性带来的影响的基础上,提出直线、NURBS及Hermite曲线混合高速加工插补算法.该算法在满足插补精度的基础上,对工件轮廓的线段长度、相邻线段夹角等几何参数进行定量分析,筛选出满足条件的部分进行NURBS曲线拟合.对存在尖角的曲线段间采用三次Hermite曲线进行衔接,改善了加工轮廓的光滑性.在满足最大弓高误差及最大加速度的要求下对直线段、NURBS曲线以及Hermite曲线进行混合插补,从而实现任意轮廓高速高质量的数控加工.对比分析和加工实验表明,采用该算法能够提高轮廓的连续性,有利于改善加工效率和加工平稳性.     

非渐开线变厚齿轮修形方法的研究

为了在国内现有机床上实现非渐开线变厚齿轮的加工，基于空间啮合理论首次对该种齿轮的轮齿修形进行了理论分析．通过采用特殊改形后的大平面砂轮磨齿机对渐开线变厚齿轮进行轮齿修形来获得所需要的非渐开线变厚齿轮．通过双曲线来拟合齿向曲线，使拟合曲线的最大误差为目标函数，利用优化的方法，使最大误差最小，得到最优的拟合双曲线，从而加工出所需要的齿形,并给出了实例和计算结果．     

视觉阵列处理器超越函数加速单元设计

由于在计算机视觉算法中涉及大量超越函数的运算,为了加快算法在视觉阵列处理器上的运行速度,满足视觉应用的实时性需求,提出了一种调整截距分段线性逼近算法,并基于此设计了一种定点运算系统和对数运算系统混合的超越函数硬件流水线结构．新算法实现了正余弦函数的近似计算,并通过对数/指数计算转换、采用对数运算系统实现了反正切、开平方根、指数运算、对数运算等超越函数的计算．通过数百个随机数据的仿真验证,表明该结构可有效地降低计算误差,提高吞吐率．基于SMIC 0.13μm CMOS集成电路工艺对混合计算系统进行了综合,电路工作频率达200MHz．     

视觉系统中调焦函数的选择方法研究

研究了视觉系统中调焦函数的选择方法,采用常用调焦函数对一透射式照明图像测量系统的调焦函数选择过程进行实验研究,对其灵敏性、稳定性、计算速度等指标进行了对比分析,结果表明对于该系统来说梯度向量平方函数具有较好的效果。并通过实验得出：调焦图像选择区域越大,调焦函数曲线灵敏度越高;光源强度越强或越弱,调焦函数曲线灵敏度越低。     

RISC FPU中超越函数运算算法研究与实现

讨论其中超越函数运算算法,提出了CORDIC算法基角选取的两个原则,并以此为指数、对数函数选取了新的基角,验证了超越函数中CORDIC算法基角选取的正确性。     

基于Matlab的数控加工曲线拟合算法

任意曲线的数控加工往往采用插补原理进行。曲线插补计算依靠数控后处理软件自动计算,精度无法控制。文中提出曲线离散拟合方法,将原始加工曲线离散为直线、圆弧等可插补曲线,处理结果通过M atlab分析,符合设计要求后直接输出数控程序。提高了计算的效果和精度,加工过程也可以控制。     

基于B3样条曲线的数控加工刀位轨迹计算的研究

为解决自由曲线（面）数控加工刀具轨迹规划问题,采用B3样条进行轨迹规划.为了解决刀尖与刀心的误差补偿问题,采用等距曲线,推导等距B3样条插值算法.运用该方法加工出来的凸轮精度高,光滑性好.实例说明B3样条曲线同样能达到自由曲线（面）数控加工中要求的精度及光滑性,且计算量小.     

双因子沉降预测模型在某高填方工程中的应用

选取原地基为基岩的沉降数据进行分析,将常用的填土高度、时间拟合函数进行组合,以验证沉降预测函数的可靠性。通过各组合函数的对比分析,高度函数采用幂函数、时间函数采用指数函数时的拟合度最高,组合拟合函数最大复杂相关系数Ｒ^２为０.７８５,但不能满足函数拟合度要求。同时,对单因子函数拟合值进行对比分析,分别得到不同高度拟合函数的拟合度（幂函数＞指数函数＞多项式函数＞线性函数）、不同时间拟合函数的拟合度（指数函数＞双曲线函数＞泊松曲线函数＞Ｇｏｍｐｏｒｔｚ曲线函数）。根据沉降监测数据,提出了一种考虑高填方沉降的新预测模型,新预测模型的沉降变化过程与填土高度有关,其最大复杂相关系数Ｒ^２为０.９５９。     

圆柱分度凸轮的加工控制方法

提出三坐标联动曲线插补的加工控制方法，采用这种新的控制方法加工圆柱分度凸轮，编程简便，加工精度高，加工出的凸轮，廓面曲线平滑，分度精确，各项技术指标均达到要求。     

桩侧摩阻力-桩土相对位移试验曲线及其拟合分析

为研究单桩不同加载方式对桩侧摩阻力-桩土相对位移规律的影响,通过粉土中桩底无土顶压桩、桩底有土顶压桩、底托桩、自平衡桩等的室内模型试验,得出不同加载方式下的桩侧摩阻力-桩土相对位移曲线(τ-s曲线)。对τ-s曲线的分析结果表明:桩侧平均摩阻力呈阶段性变化;桩底有土顶压桩达到极限摩阻力需要的桩土相对位移大于桩底无土顶压桩及底托桩;不同加载方式的单桩荷载传递均较好地遵循双曲线函数传递规律,通过两种方法拟合实测单桩桩侧摩阻力-桩土相对位移曲线,所得拟合τ-s曲线的拟合度大于0.98。此外,采用变形的双曲线函数进行线性函数拟合,比采用双曲线函数模型对τ-s曲线直接拟合得到的拟合度更高。     

半刚性连接钢框架M-θ曲线的自适应函数法

半刚性连接钢框架设计中,确定节点的弯矩M—转角θ关系往往是一件较困难的事。目前采用的方法多以已知实验数据为基础,在假定函数形式的基础上拟合出一个经验公式。由于对各种不同的M-θ曲线采用了固定不变的函数模型,造成拟合曲线或者达不到要求的设计精度,或者项数过多,这些都给实际运用带来了不便。本文采用一种具有自适应能力的函数模型,根据具体问题确定函数形式,既避免了公式项数过多、过繁,又能达到设计所要求的计算精度。所得M-θ曲线形式简洁,使用方便,对于半刚性连接钢框架的设计具有较高的实用价值。