基于改进JPS与三次B样条插值的路径规划算法

针对跳点搜索(JPS)算法在路径规划中易穿越障碍、路径拐点尖锐的问题,提出一种基于改进的JPS与三次B样条插值的路径规划算法。在原JPS算法的基础上,通过对障碍物附近的路径拐点进行条件限制,降低穿越障碍物可能性;引入时间轴改进原三次B样条插值算法,进一步优化路径拐点,使路径更平滑;在对提出算法进行仿真验证的基础上,将其作为一个插件注册到ROS中对机器人进行路径规划。结果表明：改进的JPS算法在保留原搜索效率的基础上,可有效提高机器人规避障碍物的能力;时间轴的引入可改善路径尖锐性,优化的路径更符合机器人的实际运动规划;在真实场景的机器人路径规划中,机器人可成功地从指定的起点到达设定的目标点,搜索时间比A~*算法减少约20%,有效提高了机器人路径规划的准确性和实时性。     

样条插值的MATLAB实现

插值法是工程实践中最常用的函数逼近方法,其方法就是利用有限个数据点来实现对整个函数的拟合.本文介绍了插值法的概念,进而对样条插值的概念和条件进行了阐述.三次样条插值和B样条插值是最常用的两种样条插值方法.本文着重对这两种方法进行了数学分析并基于MATLAB工具箱对其进行仿真实现.     

基于非均匀B样条插值的EMD算法

经验模态分解(EMD)是一种非平稳信号分析方法,存在分解不完全的问题.采用非均匀B样条插值生成包络线,得到了一种新的EMD算法,以实现准确的经验模态分解.针对同一信号给出的对比仿真,表明了算法的有效性.区别于传统算法的非均匀参数化方法具有精度高、实用性强的特点,利于多元推广.     

水轮机叶片焊补机器人的工作路径规划

论述了焊补机器人在三维空间全方位的工作路径规划,通过对空间曲面位姿的精确计算和利用三次B样条函数对关节变量的插值,使规划的路径轨迹准确地通过预定的焊补位置而不产生误差,且易于编制路径规划程序。     

一种保凸均匀二次B样条插值曲线

均匀二次Ｂ样条曲线虽然具有保凸性,但曲线不通过任何给定的控制多边形的顶点。本在多边形相邻的２个顶点之间插入２个ｄｅＢｏｏｒ点,这些ｄｅＢｏｏｒ点形成一个新的控制多边形,由此所产生的均匀于次Ｂ样曲线不但插值原来给定的控制多边形的所有顶点,而且保凸。本描述的曲线可以作局部修改。最后给出２个数值例子。     

几类插值有理样条函数

众所周知,多项式样条函数具有比较好的性质和广泛的应用。但是用它们对某些含有奇点的函数进行插值是不适宜的。在这种情形下有理样条则是较合适的工具。在本文中,我们用规范多项式 B 样条 B_(i,k)(x)构造出几类插值有理样条函数。其构造方法与[2]、[3]及[4]中的不同。首先,我们在区间[a、b]上,给出了属于 C~1[a、b]与 C~2[a、b]的两类插值有理样条函数的分段表达式,并且证明了它们的存在唯一性。其次,我们还求得了形式如:R(x)=sum from j=-k+1 to N-1 (C_jR_(j,k)(x)) x∈[a,b]的另一类插值有理样条函数,其中 N 为区间[a、b]被划分成子区间的个数,函数R_(j,k)(x)=B_(j,k)(x)/((x-x_j)~2+(x_(j,k)-x)~2),j=-k+1,-k+2,…N-1有与 B_(j,k)(x)相类似的一些性质。因此 R(x)∈C~(k-2)[a,b]。文中,我们对于 k=4的情形作了详细的讨论。文未的算例说明了对某些函数来讲,用有理样条逼近比用三次样条逼近要好。同时也说明了文中的方法是可行的。在应用这些有理样条时,用户可根据需要调节这些有理样条的分母或分子的次数。     

保形三次B样条插值算法

给定空间有序点列{Vi}i^n=0，构造了一条三次B样条插值曲线，该曲线上的所有3n 1个deBoor点由点列{Vi}i^n=0直接计算产生。对于平面有序点列{Vi}i^n=0，导出了该三次B样条插值曲线保形的一种算法，该算法中所有的deBoor点由点列{Vo}i^n=0直接计算产生，避免了求解矢量方程。     

任意次非均匀B样条曲线插值的实现

插值法已成为许多造型系统中生成曲线、曲面的一种基本手段，并且实现三次Ｂ样条曲线插值的方法在许多文献中有详细讨论。然而，对统一的任意次Ｂ样条曲线的插值却很少论及，因此，本文的目的即想弥补这一不足，提出任意次Ｂ样条开曲线和周期性闭曲线的一种实现插的方法。     

基于B样条的空间曲线几何Hermite插值

在给定空间曲线两个端点的位置、切方向、曲率向量和挠率的情况下,构造了一条具有三个自由度的三次B样条曲线,并对给定的空间曲线进行几何Hermite插值．证明了插值问题的解是局部存在的,而且能够达到5阶逼近度．     

叶片型面测量仿真系统设计与实现

设计适合高精度、高效率的汽轮机叶片型面测量硬件、软件系统是实现叶片型面测量的关键技术点之一。根据叶片型面测量约束条件以及测量特点,在自主完成设计叶片型面激光测量硬件系统的基础上,针对性地开发一种叶片类零件型面测量的仿真软件系统。系统基于模块化,面向对象思想,结合OpenGL强大的三维图形处理能力,实现测量系统的运动控制、数据采集与处理、检测结果三维显示等功能,解决了软件复杂性的控制与提高软件效率的问题。     

大型空冷汽轮机叶片动应力分析

提出了一个整圈叶片动应力的简化计算模型,采用该简化模型和瞬态有限元方法计算了空冷汽轮机末级动叶片的动力学响应,分析了不同工况下的动应力值.同时采用谐响应分析方法研究了叶片危险点在不同激振频率下的位移响应,得出在设计空冷机组叶片时应考虑避开第4~7阶共振频率的结论.     

基于有限元方法的汽轮机叶片动强度评估

为克服Campbell图在确定叶片共振点时产生的虚假信息给工程设计和分析带来的干扰,采用有限元方法对整圈叶片的固有频率和振型进行了分析计算.在整圈计算结果的基础上,根据共振条件并借助于SAFE图,提出了确定共振点的一般方法.利用该方法对某汽轮机叶片进行了动强度评估分析.结果表明,该方法可用于叶片设计和叶片事故分析.     

基于峰值采样的涡轮叶片温度测量数据采集与处理

涡轮叶片在高温和高速旋转状态下,用常规方法测量其叶片温度有一定的困难.介绍了一种采用非接触式辐射高温计法测量叶片温度的原理,并详细设计了温度信号的采集与处理.为了提高数据采集的速度,使用峰值采样方法,完成了数据采集与处理硬件电路的调试及软件设计,最后对系统进行了仿真分析.结果表明,使用峰值采样,极大地减少了数据处理量,峰值检测准确,该采集卡还可用于其他峰值采样系统.     

汽轮机叶片间流体流动的模拟研究

对超音速汽轮机的叶片间可压缩流体的流动情况进行了模拟研究。在对Giel等人的实验研究结果进行分析的基础上,将转子设计为流向转角为136°和轴向弦长为12.7 cm。通过Fluent软件对各种模型在湍流条件下反射边界情况(RBC)及非反射边界情况(NRBC)进行了二维数值模拟。研究结果对超音速汽轮机的优化设计提供了参考。     

JZ-3型水轮机修复机械手路径轨迹规划

针对水轮机修复机械手在水轮机转轮的异性叶片曲面上焊接的路径轨迹规划问题,在概述了水轮机修复专用机械手运动方程的基础上,论述了经过修订的两种笛卡尔空间路径轨迹规划算法.为使规划的路径轨迹准确通过补焊位置而减小误差,同时尽可能使工作路径涵盖绝大部分的水轮机叶片曲面,提出了任意四边形内多焊道等宽路径轨迹规划的概念、算法和相应步骤.编程和仿真显示此方法可用于异形曲面的路径轨迹规划,并使焊道涵盖90%左右的水轮机叶片表面.     

水轮机修复机器人焊接曲面空间建模

针对目前水轮机修复机器人在焊接过程中需要建立一套自动焊接系统的问题,依据B样条曲面构造原理,采用图像仿真技术,建立了机器人仿真系统．通过对插补算法的研究,系统解决了远程控制机器人焊接的问题．空间曲面建模可以使焊接机器人在有限示教的条件下自动建立焊接模型并精确完成焊接和磨削操作．     

基于PLC的小型工业汽轮机控制系统

针对小型工业汽轮机的特点,选用可编程控制器(PLC)作为对其控制的核心,研制了基于PLC的小型工业汽轮机控制系统．并在此基础上,对小型工业汽轮机的转速调节系统、机组保护系统和状态监视系统分别进行了设计．结果表明,该系统改善了小型工业汽轮机的控制精确度,提高了动态响应,降低了系统成本．     

《汽轮机综合实训》课程教学改革初探

《汽轮机设备及运行》是热动专业的一门专业核心课程,这门课程具有较强的理论和实践性。在以往的教学中,与这门课程相对应的实践课程是《汽轮机课程设计》,但是《汽轮机课程设计》这一传统的教学模式与高职高专的人才培养模式不相适应。从2008级开始,我们将热动专业的《汽轮机课程设计》改为《汽轮机综合实训》。本文主要阐述了《汽轮机综合实训》课程的教学理念、教学方法、教学内容和考核手段等方面的教学改革的方法和措施。