关于模型降阶的一些试验结果

把几种具有较高逼近精度的频域降阶模型用于控制系统设计,给出设计后的仿真结果.说 明不仅应研究如何提高逼近精度,而且应研究降阶设计方法.     

L∞范数下使用基本曲线和修正曲线的带约束Bézier曲线降阶

为避免直接求解基于L∞距离的带约束逼近的非线性最优解引起的复杂性,提出了一种把降阶逼近曲线分解为基本曲线和修正曲线的降阶方法.基本曲线利用约束Legendre多项式可得到显式解,且保证降阶后曲线满足要求的边界插值条件;修正曲线的控制顶点由降阶逼近曲线和原曲线的差定义,能够在L∞范数意义下极小化降阶逼近曲线与原曲线的误差.文中方法以简单稳定的方式实现保端点插值的一次降多阶,并达到L∞范数意义下对原曲线的近似最佳逼近.最后通过实例说明了文中方法的有效性.     

基于广义逆矩阵的Bézier曲线降阶逼近

研究了Bézier曲线的降多阶逼近问题.利用Bézier曲线本身的升阶性质,并结合广义逆矩阵的最小二乘理论,给出了一种新的降阶逼近方法.此方法克服了一般降阶方法中每次只能降阶一次的弱点,并且得到了很好的逼近效果.     

H-Bézier曲线的降多阶逼近

国内外对参数曲线降阶,尤其是对Bézier曲线降阶的研究已渐趋成熟,但尚缺少对超越曲线降阶的研究.为此以能精确表示指数曲线、悬链线等超越曲线的H-Bézier曲线为载体,运用H-Bézier曲线的升阶公式,结合广义逆矩阵理论给出了H-Bézier曲线一次降多阶的逼近方法;同时估计了降阶的误差界,并建立了与Bézier曲线降阶的关系.实验结果表明,采用该方法可取得较好的逼近效果,有效地丰富了H-Bézier曲线的理论体系.     

带端点插值条件的Bézier曲线降多阶逼近

研究了两端点具有任意阶插值条件的Bézier曲线降多阶逼近的问题.对于给定的首末端点的各阶插值条件,给出了一种新的一次降多阶逼近算法,应用Chebyshev多项式逼近理论达到了满足端点插值条件下的近似最佳一致逼近.此算法易于实现,误差计算简单,且所得降阶曲线具有很好的逼近效果,结合分割算法,可获得相当高的误差收敛速度.     

B样条曲线最小二乘降阶方法

提出一种新的B样条曲线降阶方法.该方法利用B样务基转换矩阵建立B样条曲线降阶的数学模型,将B样条曲线的降阶问题转化为求线性方程组的最小二乘解问题.该方法基于整体考虑不必对B样条曲线分段处理,步骤简单易实现;可一次降多阶,避免了重复一次降一阶运算引起的误差累积,而当仅降一阶时与基于控制顶点扰动的约束优化降阶方法的逼近效果一致;在降阶的同时可满足各种给定的端点约束条件,以满足实际应用中的各种要求.     

GC1约束的三角Bézier曲面降阶逼近研究

研究给定的n次三角Bezier曲面在L2范数下的一次降多阶的逼近问题,给出了在无约束条件下的三角Bezier曲面降阶求解的详细过程,将降阶问题转化为非线性最优化问题求解,并将降阶过程与曲面的几何连续拼接结合在一起,给出了降阶同时满足GC1拼接的实现过程.实验结果表明,该方法简单实用,降阶逼近效果好.     

基于最佳平方逼近的B样条曲线降阶

提出了一种基于带约束的最佳平方逼近的B样条曲线降阶的方法.首先讨论了降阶后曲线控制顶点个数以及节点向量的取法、保端点的B样条曲线降阶方法,并把带约束的最佳平方逼近技术引入到B样条曲线的降阶,即误差大的区域施加较大的权函数以降低最大误差.为满足给定误差限制下的降阶,提出了对原曲线插入节点的准则,即对不满足误差限制的区域插入节点.并用实例对新方法和基于扰动约束技术的降阶方法进行了比较.     

Pade近似降阶技术的改进

本文提出 Pade 逼近的一个定理,用于改进 Pade 近似模型降阶技术,并推广到离散模型的降阶,减少了模型降阶的计算量,提高了精度。     

Pade近似降低技术的改进

本文提出Pade逼近的一个定理，用于改进Pade近似模型降阶技术，并推广到离散模型的降阶，减少了模型降阶的计算量，提高了精度。     

三角域上的调和B-B曲面

利用方向导数研究了三角域上的调和B—B曲面的性质，给出了三角域上的B—B曲面为调和曲面的充要条件，并且证明了任何一个三角域上的调和B—B曲面的控制网格均由它的第1层和第2层控制顶点完全决定．最后对极小曲面在建筑设计中的应用进行了初步探讨．     

GC^1约束的三角Bézier曲面降阶逼近研究

研究给定的n次三角Bézier曲面在L2范数下的一次降多阶的逼近问题,给出了在无约束条件下的三角Bézier曲面降阶求解的详细过程,将降阶问题转化为非线性最优化问题求解,并将降阶过程与曲面的几何连续拼接结合在一起,给出了降阶同时满足GC^1拼接的实现过程。实验结果表明,该方法简单实用,降阶逼近效果好。     

三角域上三次Bernstein-Bézier参数曲面的扩展

给出了三角域上带参数的类三次Bernstein基函数,它是三角域上三次Bernstein基函数的扩展.基于给出的基函数,提出一种建立三角域上带形状参数的类三次Bernstein-Bézier(B-B)参数曲面的生成方法.该基函数及参数曲面分别具有与三次Bernstein基函数及三次B-B参数曲面类似的性质,当形状参数取值为1时,它们分别退化为三次Bernstein基函数和三次B-B参数曲面.研究表明,通过改变形状参数的取值,可以调整曲面的形状.     

在任意拓扑三角形网格上的光滑样条曲面

介绍了一种在控制三角形网格上创建光滑样条曲面的算法,该控制网格能够刻画具有或没有边界的任意自由曲面.生成的曲面有一个4次参数多项式表示并且被表示成一个切平面连续的三角形Bézier片网.曲面对网格的逼近程度受到一个混合比控制,当混合比为0时,产生的曲面插值网格.该算法是一种局部方法,简单且效率高,适合于外形设计.     

Efficient evaluation of triangular B-spline surfaces

Evaluation routines are essential for any application that uses triangular B-spline surfaces. This paper describes an algorithm to efficiently evaluate triangular B-spline surfaces with arbitrary many variables. The novelty of the algorithm is its generality: there is no restriction on the degree of the B-spline surfaces or on the dimension of the domain. Constructing an evaluation graph allows us to reuse partial results and hence, to decrease computation time. Computation time gets reduced even more by making choices in unfolding the recurrence relation of simplex splines such that the evaluation graph becomes smaller. The complexity of the algorithm is measured by the number of leaves of the graph.     

Automatic mesh generation scheme for a two- or three-dimensional triangular curved surface

Two different methods of automatic mesh generation—the area system and the isoparametric coordinate system—both using quadratic shape function, have been introduced to generate meshes for curved triangular surfaces. Depending on geometrical and material variations, part of the region to be discretized is manually divided into a number of triangular zones. An algorithm is given to generate meshes of triangular elements with three or six nodes automatically using quadratic shape function and area-coordinate system for these zones. Any node number can be assigned to the vertices of a triangular zone. Different zones will be tied together automatically by using a merge algorithm. The application of the volume-coordinate system and quadratic shape function in generating solid elements for triangular prisms will also be discussed.     

基于顶点法向量重要度的模型简化算法研究

目前的模型简化算法多以边折叠前后模型的几何位置的变化为折叠代价,这样的代价计算方法对保持模型的视觉效果考虑不足,尤其是对顶点法向量的急剧改变考虑的很少,造成了简化后模型视觉特征的急剧改变。文章对当前国内外有关三维几何模型的简化算法和各种简化准则进行了分析和研究后,提出了一种改进的模型简化算法：基于三角面顶点法向量重要度的二次误差测度边折叠算法。本算法在简化过程中,通过对三角面顶点法向量重要度的控制,保证了重要度大的顶点关联边不被折叠,减少了运算量,保证了简化后的模型表面光滑平顺,视觉感良好。     

Multi-degree reduction of tensor product Bézier surfaces with conditions of corners interpolations

This paper studies the multi-degree reduction of tensor product B(?)zier surfaces with any degree interpolation conditions of four corners, which is urgently to be resolved in many CAD/CAM systems. For the given conditions of corners interpolation, this paper presents one intuitive method of degree reduction of parametric surfaces. Another new approximation algorithm of multi-degree reduction is also presented with the degree elevation of surfaces and the Chebyshev polynomial approximation theory. It obtains the good approximate effect and the boundaries of degree reduced surface can preserve the prescribed continuities. The degree reduction error of the latter algorithm is much smaller than that of the first algorithm. The error bounds of degree reduction of two algorithms are also presented .     

有理三角曲面的分片线性逼近

有理三角曲面的分片线性逼近在参数曲面的求交、绘制等方面有着重要应用.已有研究主要采用曲面的二阶导矢界来估计逼近误差,而有理曲面的导矢界估计是一项困难的工作.为解决上述问题,利用齐次坐标,给出了一种定义域为任意三角形的有理三角曲面的分片线性逼近算法.该算法有效地避免了有理三角曲面的导矢界估计,并且离散段数可先验地给出.此外,通过重新参数化技术来缩小有理三角Bézier曲面的权因子之间的比值,进一步提高了算法的效率.