基于预估-校正公式的参数曲线插补算法

为减小插补输出速度的波动,提出基于预估 校正公式的参数曲线插补算法.该算法包括插补预处理和实时插补两部分.插补预处理采用S曲线加减速算法规划插补速度,得出插补速度与时间关系.实时插补用Akima插值法计算插补速度,用五阶龙格 库塔法计算参数的初值,用五阶预估 校正公式计算下一插补参数.对比研究了提出的算法与基于泰勒级数展开插补算法对同一条参数曲线的插补效果,结果表明,与基于泰勒级数展开算法相比,在数控加工中,提出的算法可减小插补输出速度波动,提高机床运动的平稳性,提高加工精度.     

基于模糊推理的NURBS曲线直接插补进给速度确定方法

为了提高复杂自由曲线数控加工的效率和精度,采用NURBS曲线拟合加工曲线,建立其曲率半径计算数学模型,针对自由曲线曲率半径变化范围大的特点,提出一种冗余误差控制NURBS曲线插补算法与模糊推理运算相结合的进给速度确定新方法.经MATLAB环境下进给速度插补过程仿真,并与冗余误差控制进给速度插补算法、弓高误差控制自动调节速度插补算法比较,结果表明:该方法可根据自由曲线的曲率半径及其变化率值经模糊推理方法确定出合适的进给速度以提高加工效率,并能使弓高误差不超出最大允许值以保证加工插补精度.     

基于双 Ｂ样条的手机点胶轨迹插补算法研究

针对手机边框点胶加工对均匀点胶、点胶方向垂直于点胶曲面的需求，研究了基于五轴点胶机的双 Ｂ样条插补算法。首先，使用两条 Ｂ样条曲线规划针尖点和针轴点的轨迹；其次，使用预估校正法计算针尖点轨迹插补参数，根据同步关系计算针轴点轨迹插补参数，进而计算两条插补轨迹；再次，根据两条插补轨迹计算非过渡区间的旋转轴转角，使用五次多项式计算过渡区间内的旋转轴转角；最后，根据旋转轴转角和针尖点轨迹计算平动轴位移量。仿真结果显示：笔者算法的迭代次数较少，速度波动率较小。实验结果表明：笔者算法的速度波动率、轨迹误差和点胶针轴矢量的偏差相较于 ＰＶＴ（位置－速度－时间）插补算法较小，笔者算法的工程有效性得到验证。     

基于进给速度自适应控制的NURBS曲线智能插补的新算法

通过对NURBS曲线的特点分析和NURBS曲线插补参数值求取方法的研究,在可控弦高误差算法的基础上,提出了一种简单而实用的NURBS曲线自适应插补算法。该算法充分考虑到机床的实际加工能力,对曲线段进行提前预插补,实现了加工进给速度自适应地随着曲率半径而变化,使加工运动更平滑,还避免了因加工曲线终点的判断而带来的复杂计算,并给出了快速求取插补点的3次NURBS曲线动态矩阵和曲线曲率的快速计算方法。     

NURBS曲线的数控高速插补算法

为实现数控机床高速度高精度加工,在分析三次NURBS曲线原理的基础上,提出NURBS曲线插补算法原理.通过时间分割法建立NURBS曲线插补算法公式,给出了具体推导过程,分析了进给速度和加速度对插补的影响,并介绍了高速高效和恒速处理的方法,在此基础上开发了NURBS曲线插补软件,对实例进行了验证.该方法简化了通常曲线插补过程中的繁琐计算,提高了NURBS曲线的插补速度,也保证了插补的精度和表面质量,它在曲线的高速高精度加工中具有非常重要的实际意义.     

NURBS曲线实时插补中S型加减速算法的研究

针对在高速高精度加工过程中非均匀B样条曲线(non-uniform rational B-spline,NURBS)的实时插补时,机床加减速容易出现冲击或者振荡现象,提出了S型加减速(S-shape ADC/DEC)前瞻方法。建立了曲线的S型加减速离散采样模型,提出了S型曲线加减速前瞻算法,通过此算法可以根据实际插补轨迹的几何特性,能够自适应地确定加减速点。仿真结果表明该算法可以在保证加工精度的同时有效消除加减速过程中对机床的冲击,提高加工精度。     

三次Bezier曲线的插补算法及误差分析

在分析三次Bezier曲线原理的基础上,提出了采用时间分割法对其进行插补的算法及误差分析.实例表明,该方法简化了通常曲线插补过程中的繁琐计算,提高了Bezier曲线的插补速度,也保证了插补的精度和表面质量,在曲线的实时插补中具有非常重要的实际意义.     

基于轴向自适应的曲线插补算法

高速加工中各运动轴上的动力学状态将直接影响机床运行的平稳性和工件尺寸精度,而传统的自由曲线插补算法没有很好地考虑插补运动在各轴上的影响.为此提出一种新的非均匀有理B样条(NURBS)曲线插补算法(ALANI).该算法在保证插补轮廓精度的基础上,将各轴上的加速度分量严格控制在相应轴伺服系统加速能力范围内,同时控制加加速度分量,以保证在加工中的任意时刻不会出现过大冲击和振动.通过运动学定性分析,设计一种稳定的插补策略修正算法,对曲线状况进行前瞻计算,在发现危险点后灵活、高效地追溯原数据,并对速度曲线进行修正.与同类算法的仿真对比实验表明,该算法能够获得更好的加工特性.     

基于阿当姆斯算法的NURBS曲线插补

为增强高速精密数控加工的能力,提出了一种基于阿当姆斯算法的NURBS曲线插补方法。该方法通过前向、后向差分结合代替微分的方法,对阿当姆斯法求解微分方程的插值算法进行了合理的简化及近似,并通过预估-校正方法对迭代精度进行控制,以保证高速精密加工对计算速度以及精度的要求。经过MATLAB对插补轨迹仿真分析,证明了该插补算法的可行性及有效性。     

手把手示教喷涂机器人的示教数据优化方法

针对手把手示教喷涂机器人再现运动不平稳、整体运行速度低等问题, 提出了一种基于样条曲线拟合和运动规划的优化方法。通过使用非均匀B样条曲线对示教轨迹进行拟合计算, 得到位姿拟合曲线。位置曲线和姿态曲线是分开进行离散化的。位置曲线基于S型加减速进行离散化, 减速点的寻找采用双向插补的方法。姿态和位置的同步问题, 采用建立姿态曲线参数与位置曲线参数的映射关系解决。通过仿真和实验验证了该算法能够有效地提高示教机器人再现运动的平稳性和运行速度。     

五轴线性插补中进给速度的规划控制方法

针对五轴线性插补时减速点难以预测、仅对平动轴速度规划导致旋转轴角速度/角加速度超限等问题,提出一种进给速度规划控制方法.该方法基于对旋转轴角速度/角加速度的约束控制,在计算出平动轴实际最大可达速度/加速度后再进行平动轴的速度规划,依据平动轴加减速控制规律分别计算加速、匀速和减速阶段的插补周期数量,并将残余距离均匀分配到各减速周期以使最后一个周期结束时刚好到达插补路径段终点.实例验证数据表明,所提出方法无须预测减速点也能准确定位插补路径段的终点,同时旋转轴与平动轴在各自运动学约束条件下可实现加减速过程的协调一致,在提高机床性能及运动控制精度等方面具有较好的实际应用价值.     

DA多重插补法在电网电能量数据缺失处理中的应用

针对电能量数据缺失值处理技术,提出一种引入时间序列的基于贝叶斯常均值模型的数据增广算法(DA多重插补法).应用期望最大算法(EM插补算法)计算缺失值的插补值,将得到的插补值作为插补的初始值,然后根据电能量数据随时间变化的特点,构建基于常均值模型的多重插补模型,利用贝叶斯方法预测每个缺失值的多次插补值,综合分析观测误差方差和状态误差方差得到最终插补值,从而得到多个完整数据集合.在不同缺失率的条件下,通过与EM插补结果,以及与基于贝叶斯线性回归的DA多重插补结果相比较,得出改进的插补方法比所预测的误差更低,波动更小,插补结果更稳定的结论,有效提高电能量缺失数据的插补精度.     

正负法斜线插补算法

本文将正负法数控绘图阶梯形插补算法改进力斜线插补,使产生的曲线更光滑,精度更高。     

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。     

一种基于PUMA型机器人特殊结构的空间快速插值算法

针对ＰＵＭＡ型机器人的特殊结构，本文提出了把表征机器人位置和姿态的关节相互分离开来加以讨论，并分别对其进行插值的空间快速插值算法，使用该算法可避免出现三角函数、矩阵等复杂计算，同时，通过空间曲线分析，利用参数方程和坐标变换，给出了空间曲线的解析函烽，因此大大缩短了计算时间，插补精度得到较大提高。     

基于神经网络的NURBS曲线插补改进研究

本文介绍了NURBS曲线的插补特点,针对复杂曲线在NURBS曲线插补中求导误差大、计算复杂等问题,应用BP神经网络进行NURBS曲线插补方法的优化。然后通过实例验证,表明了使用该方法可以满足所要求的插补精度,而且由于插补前先进行了参数u的预估,插补速率得以提高。     

参数方程曲线的直接插补算法研究

插补技术是数控系统的核心技术,插补算法的优劣直接影响数控系统的加工效率.通常渐开线、螺旋线等非圆复杂曲线在数控系统中用小段圆弧或直线来逼近,这使得数控代码的数据量极大,且逼近误差较大,计算机辅助编程也很复杂.为此,本文提出一种非圆复杂曲线的插补算法,该算法表达精确、运算速度快;此外,还分析了该插补算法的理论误差,并给出了通用的刀具半径补偿方法.     

3P-3R机械手曲面轨迹控制的粗插补算法

针对6自由度3P-3R型机械手臂的机械结构,提出了一种基于二次曲面双参数方程的空间轨迹粗插补算法.本文分析空间二次旋转曲面的产品数学模型,通过参数方程求解二次曲面各点在笛卡尔坐标系中的位姿矩阵,从而计算出机械手臂每个关节的电机旋转角度.由MATLAB软件进行验证,观测此二次曲面的粗插补算法的准确度和精确度,生成数据文件后进行6自由度3P-3R型机械手臂的轨迹控制.实验结果验证了此二次曲面粗插补算法对机械手臂目标轨迹控制的正确性和有效性.     

二阶数据近似算法对DDA圆弧插补的改进

通过二阶数据近似算法对DDA圆弧插补优化改进分析，推导DDA圆弧插补及其改进算法的数学表示，证明了二阶数据近似算法对DDA圆弧插补的改进具有简单性和高速性，分析减少DDA圆弧插补径向误差与消除累积误差的有关参数，以进一步提高DDA圆弧插补精度。     

基于自适应-模糊控制的六足机器人单腿柔顺控制

针对六足机器人在不同环境下进行柔顺控制的问题,提出一种基于自适应-模糊控制算法的腿部柔顺控制策略.在建立六足机器人结构模型和阻抗控制模型的基础上,推导间接自适应控制算法,并通过对该算法参数进行分析,得知该算法并不能满足在复杂环境下机器人脚力控制的要求.根据这一情况提出自适应-模糊控制算法,运用模糊控制算法对自适应控制参数进行修正,根据输入与输出的差异关系实时调整参数以得到满意的系统响应.通过对传统的间接自适应控制和改进后自适应-模糊控制算法的比较分析,结果表明,改进后的算法不仅在环境参数发生变化时能够很好跟随期望接触力,而且在躯体高度波动的情况下依然能够保证较小的接触冲击力和较高的稳态精度.这对于提高六足机器人的适应性有着重要意义.