基于B样条曲面插值误差控制的内超环面齿轮齿面建模

针对内超环面齿轮齿面数控加工精度难以保证的问题,提出一种基于B样条曲面插值误差控制的内超环面齿轮齿面建模的方法.该方法以内超环面齿轮理论齿面原型为依据,运用B样条曲面构造插值曲面,计算插值曲面片与理论齿面之间的误差.通过插值误差分析,根据误差分布特点,将型值点网格不断细化,获得一组型值点阵,经插值重构后可得到满足精度要求的内超环面齿轮齿廓模型.最后,通过数控加工验证了建模的有效性.基于B样条曲面插值误差控制的内超环面齿轮齿面建模方法为获得高精度的内超环面齿轮实体模型奠定了理论基础.     

基于B样条插值法的柔性矩形薄板的动力学分析

采用B样条插值方法研究柔性矩形薄板的动力学特性。考虑薄板的面外变形、面内变形以及面外变形引起的面内变形,利用B样条插值方法对柔性薄板的变形场进行离散,以拉格朗日方程为基础推导出作大范围运动柔性薄板的动力学方程,并运用MATLAB软件对薄板动力学仿真问题进行编程。通过动力学仿真,对比分析了B样条插值法、假设模态法以及有限元法的仿真结果,验证了B样条插值方法的正确性,并表明B样条插值法在处理柔性薄板的大变形问题的计算精度上具有优良性能和推广潜力。     

曲线曲面的B3样条拟合

本文介绍了一种新的曲线曲面的生成方法——B3样条拟合。给出了B3样条曲线(面)的概念、核函数及其数学表达式,并论述了两种B3样条曲线(面)的计算机生成方法——通常的矩阵计算法和特殊的查表法。分析了用B3样条进行曲线(面)形状控制时的几种情况。并指出B3样条不仅保留了B样条曲线C~2连续性,而且点点通过型值点,因而提供了一种直观形象的,有很多实际应用价值的曲线(面)设计方法。     

V-STARS数字摄影三坐标测量系统的精度测试及应用

以激光跟踪测量系统和经纬仪测量系统所测量值为参照,对V-STARS单相机系统的平面与坐标测量精度进行了比对测试,并测试了其重复性;此外还对双相机系统的平面度测量结果与单相机的进行了比较.测试结果表明V-STARS单相机系统在2.5 m范围内测量精度优于0.03 mm.利用V-STARS系统对某17.2 m口径网状天线的型面进行了检测,测量精度优于0.3 mm,并使天线型面精度调整到3 mm以内,满足了设计要求.     

拟合激光陀螺数学模型的方法研究…

在分析激光陀螺的数学模型和三欠样条函数拟合原理的基础上,针对俄罗斯某型低精度激光陀螺实际输入－输出特性曲线的数据,应用三次样条合方法进行分析处理,推导出了适用于非线性工作范围误差补偿且实际陀螺特性的数学模型。本文所提方法可用于工作区线性化较差,工作精度低的激光陀螺的精度补偿。     

基于Kirov定理的带可控参数的多结点造型方法

基于Kirov定理,利用多结点样条函数,研究一类带有可控参数的曲线曲面造型方法。该方法是在普通的多结点样条中加入可控参数,通过调节这些参数可以控制插值曲线(面)在各型值点的切向量(切平面或法向量),从而达到满意的曲线(面)造型效果。该方法保持了多结点样条的基数型和局部性特点,特别是局部性使得可以只对插值曲线(面)作局部调整而不会影响整体,这有助于CAD或CAGD领域的工程人员去设计、调整曲线(面)的形状。     

计算机单目视觉测量系统

为了精确实现对空间物体的测量,提出了利用线激光、单CCD相机、小孔成像与激光面约束模型的激光线测量法。引进三维信息已知的标准阶梯块,作为激光面约束的标定块。由计算机控制摄像头对实物连续拍摄和实时处理,提取激光线上的像素坐标,利用建立的模型将二维坐标转换成三维坐标,再以点云的形式重构出物体,实现三维自动测量。实践中检测系统测量精度可达到0.05mm。     

大气光通信中Turbo码的最大后验概率译码

为了精确实现对空间物体的测量,提出了利用线激光、单CCD相机、小孔成像与激光面约束模型的激光线测量法。引进三维信息已知的标准阶梯块作为激光面约束的标定块;由计算机控制摄像头对实物连续拍摄和实时处理,提取激光线上的像素坐标;利用建立的模型将二维坐标转换成三维坐标,再以点云的形式重构出物体,实现三维自动测量。实践中检测系统测量精度可达到0.05mm。     

基于B样条插值的图像边缘检测的硬件实现

为了能高速、高质量地进行图像边缘检测,提出了一种新的基于B样条插值的边缘检测方法.该方法采用了三次B样条插值原理,对图像的像素点灰度值进行插值运算,提出了基于B样条插值的一阶和二阶微分算子,并引入数字滤波技术加以实现.还利用B样条的可分离特性,实现了2维空间中基于B样条插值的连续图像的重构函数,在此基础上提出了用于边缘检测的基于3次B样条的一阶微分模板和二阶微分模板.设计出一套基于DSP FPGA的实时图像处理和显示系统.     

基于多项式插值的薄膜热电偶热电特性曲线拟合方法

针对薄膜热电偶热电特性曲线拟合大多采用基于最小二乘法的多项式拟合，这种方法单一，精度低的问题，文章设计了一种基于更高阶多项式插值的薄膜热电偶热电特性曲线拟合方法，并与拉格朗日插值进行了比较，解决了拟合方法单一且拟合精度低的问题。首先，对薄膜热电偶检定校准关键结构进行了介绍，搭建了薄膜热电偶检定校准平台；其次，对薄膜热电偶检定校准平台工作原理进行阐述，测取了薄膜热电偶固定点的热电势；最后，设计了一种阶数更高的使用三次样条插值的薄膜热电偶曲线拟合方法，并分别使用文章设计的插值方法与拉格朗日插值获得了热电曲线和一些非检定的热电势，计算出实测值与模拟值的残差平方和，得出了三次样条插值及拉格朗日插值的残差平方和分别为0.003 919 61和0.003 929 17,发现采用三次样条插值的拟合精度更高。     

基于插值算法和时间序列的容积表拟合方法

在实际测量罐容积表数值的基础上,使用三次样条曲线插值和指数时间序列分析的方法,样条插值生成的数值用以补全在容积表实测采样点区间内的数值,时间序列分析方法用以推算出在罐底和罐顶未测得区间的数值。在实际计量测试中,三次均匀B样条曲线插值方法模拟与实际真值最大偏差小于0.3%,时间序列分析方法测的数据提供参考价值,依次两位向前推得数据,实际偏差小于1%。     

基于激光干涉仪的机床回转轴转角精度检测

针对机床回转轴转角精度的自动检测问题,传统的自准直仪和多面棱体无法满足随机位置检测转角误差的要求。本文提出一种基于RX10转台基准配合激光干涉仪的方法对加工中心转轴转角进行全自动检测。此技术特别适用于对任意角度位置、任意角度间隔的回转轴转角的精确测量。加工中心转轴现场检测表明:基于激光干涉仪的机床回转轴转角精度检测大大提高了回转轴的检测精度和检测效率,为转角检测提供了一种新的测量手段;获取与精度相关的数据统计结果可按照相关标准处理生成精度曲线,该项新技术在转轴检测领域已被新的国际标准推荐使用。     

基于扫描线模型的电子激光经纬仪自动瞄准方法研究

为了提高基于视觉引导的经纬仪测量系统的测量效率,提出了一种对空间平面上目标点坐标进行精确瞄准测量的方法。利用激光电子经纬仪对目标做单轴扫描,进一步获得像平面扫描轨迹的平行网格模型,通过该模型建立了扫描线长度与经纬仪单轴旋转角度的关系,并对镜头畸变进行校正,最后利用插值算法得到经纬仪瞄准目标点时的精确角度值。实验结果表明,在矫正畸变后在 10 m×10 m空间内精度可达到 3″,该方法可以有效提高测量效率,保证测量精度。     

基于几何特性的三次均匀B样条曲线构造描述

基于B样条曲线是分段的Bézier曲线段的集合这一数学特性,通过剖析三次均匀B样条曲线的数学表达及其几何意义,由曲线的几何特性给出了各曲线段Bézier点的几何表示。每段B样条曲线段(三次Bézier曲线段)对应的4个Bézier特征顶点,可以导出该曲线段的B样条基函数。依此为基础,描述了三次均匀B样条曲线构造的原理和过程,并给出了不同曲线段数情况下曲线特征构造和插值构造的相关公式。     

复合式叶片型面测量系统的误差 分析与补偿

针对具有复杂型面的叶片类零件检测中所面临的数字化测量问题,提出了一种复合式的测量原理与方法。分别采用接触式的电感原理和非接触式的激光三角原理测量叶片的叶根基准以及叶身型面,并基于此原理设计研制了叶片型面四坐标测量系统。研究中结合该系统的机械结构特征,对影响其测量精度的各项几何误差进行了系统的分析,并提出了基于激光干涉测量的误差提取与补偿方法。实验结果表明,应用提出的误差分析与补偿方法可有效获取叶片型面四坐标测量系统的几何误差并显著提高其测量精度。     

大尺寸航空发动机叶片的高效型面检测方法

介绍了一种基于三坐标测量机的高效型面检测方法。在传统叶片型面测量方法基础上,优化了传统扫描路径,提出了分区域、曲率自适应变速扫描方法,有效地解决了大尺寸叶片传统测量方法中频繁更换测针的问题。研究了一种过度扫描策略,通过高级编程对采集数据进行滤波,并采用数学拼接的方法得到完整叶型封闭曲线,用来分析叶片的几何参数。提出的大尺寸叶片检测方法在保证检测精度的同时,提高约40%的检测效率,并完善了传统检测方法叶型曲线不完整的问题。     

工业机器人火箭喷管冷却通道线激光在位测量系统开发

针对液体火箭发动机喷管现有的人工检测方式无法实现喷管全域几何特征快速高精度测量的问题,设计并开发一套基于工业机器人和线激光的火箭发动机喷管冷却通道几何特征在位测量系统。建立基于工业机器人和线激光的测量系统运动学模型,研究基于空间定点约束的手眼参数辨识方法,根据火箭喷管冷却通道的几何特征与测量需求规划线激光扫描路径,提出基于最大类间方差法的喷管冷却通道关键尺寸计算算法,基于C++语言和Qt框架开发出具备系统标定、测量路径规划、关键尺寸计算、测量结果分析与技术报告输出等功能的软件系统。采用带有通道特征的试验样件和某型号火箭发动机喷管进行综合试验验证,结果表明：该系统对通道的筋宽测量精度为0.025 mm,对通道的槽深测量精度为0.018 mm,单个测点测量用时30 ms,满足火箭发动机喷管全域几何特征快速高精度检测的需求。     

样条函数在激光跟踪仪测距补偿中的应用

激光跟踪仪测距精度取决于激光干涉仪(IFM)和激光绝对测距仪(ADM)的精度,就目前技术水平而言,IFM测距精度远高于ADM测距精度,因此需要对ADM测距误差进行修正。本文采用三次样条函数对激光跟踪仪全程ADM测距误差进行修正,并与线性误差修正方法进行了对比,结果显示三次样条函数能够更好地拟合误差曲线,改善修正后残余误差的均方差,均方差为0.007 mm,优于最小二乘直线拟合,从而提高激光跟踪仪测距精度和空间测量精度。     

基于CHI-LMD方法的转子振动信号分析

为解决三次样条插值(Cubic Spline Interpolation)局部均值分解(Local Mean Decomposition)(CSI-LMD)方法的分解精度及计算效率偏低问题,提出了一种利用三次Hermite插值(Cubic Hermite Interpolation,CHI)和正交性准则(Orthogonality Criterion,OC)对CSI-LMD进行改进的新方法。该方法首先以三次Hermite插值代替三次样条插值,求解信号的上/下包络线及均值曲线;其次,用OC判据作为分解过程中乘积函数(Product function,PF)迭代结束的判断条件;最后,与LMD方法的其他步骤相结合,形成了一种新的CHI-LMD方法。仿真和实验结果表明,CHI-LMD方法在分解精度、时间消耗、PF分量的正交性以及分离故障转子的特征振动成分等方面,比CSI-LMD方法更具优势。     

局部构造C2连续的三次B样条插值曲线和双三次插值曲面

为了避免一般的局部插值算法生成的B样条曲线和曲面在段点处达不到理想的连续性以及出现多重内节点的问题,一种局部构造C2连续的三次B样条插值曲线和双三次插值曲面的方法被介绍。该方法借助节点插入算法逐步地迭代出样条控制顶点,其思想简单、几何直观、算法速度快,在曲线中夹直线段、尖点以及在曲面中夹棱边和平面都能比较容易实现。生成的曲线光滑度高、无重节点。文章最后还利用这种构造方法给出了一种在指定范围内按规定变形曲线的方法。