单步追踪法─一一种新的数控插补方法

在本文中，介绍了一种用于数控技术的插补方法，称为单步追踪法。这种方法是在分析了最简单的直线插补，并考虑了各种插补方法的优点以后提出来的。它的优点是：计算简单、插补误差小（小于０．７３个脉冲当量）和容易控制速度。在本文中，还给出了直线和园弧插补的计算流程图，并对几种插补方法所得的轨迹进行了比较。     

S型速度规划下NURBS曲线双向插补算法

为了避免NURBS曲线单向插补算法中加速度突变过大、减速点定位不准确、低速拖尾补偿等弊端,提出一种S型速度规划下的双向插补算法.基于曲线预插补点自适应速度集合筛选出减速终点;利用正反插补的互逆性简化了S型速度规划计算;详细论述了实时插补流程;在双向插补交叉区域,设计一种基于加速度微小突变的简易迭代方法修正预插补参数.通过MATLAB仿真实验表明该算法计算量小,插补点速度和加速度平稳,插补曲线满足加工误差要求.     

时间分割法插补原理在开环CNC系统中的应用

本文将时间分割法插补原理用于开环CNC系统;研制了系统的硬件和软件;分析了插补精度和插补速度;提出了圆弧自动过象限原理和步进电机升降速的控制方法。这种插补方法可获得较高的插补速度和插补精度,易于用八位微计算机实现。     

NURBS插补快速求值算法

当对非均匀有理B样条(NURBS)曲线进行高密度插值时,运用分段幂函数方法对基函数进行求值的效率远高于传统的de-Boor算法.为此,文中从NURBS插补计算的特点出发,结合de-Boor递推计算规律,设计了NURBS插补快速求值算法.首先采用该算法计算NURBS在各节点区间的基函数显式方程,再运用显式方程进行NURBS插补点求值,并设计相应的NURBS曲线插补器.复杂NURBS曲线的铣削加工实验结果表明,该算法能够有效地缩减NURBS曲线插补求值的计算耗时,提高插补计算的实时性.     

基于六边形结构边缘检测算法的研究

将直线插补运算与六边形图像结构相结合,提出了一种简单高效的边缘检测方法.先用高斯滤波器对图像进行滤波,再使用Sobel算子进行边缘检测,最后按给定阈值对边缘进行精确提取,经过这3个步骤完成图像的边缘检测.通过实验验证了六边形图像结构的Canny边缘检测算法比常见的Canny边缘检测方法更精确、更能抑制噪声;而且直线插补运算在图像边缘检测中具有较快的计算速度,比非线性插补计算效率高.     

特殊电极加工的微机控制

本文针对Karlsson截面电极的加工问题,讨论了如何利用Hermite插值法对Karlsson截面进行拟合,以及根据高次曲线插补原理进行插补程序设计的有关问题.文中对如何利用隐函数曲线插补方法直接插补复杂曲线进行了讨论,给出了实验结果.本文给出的算法均在实际插补装置上得到了实现.     

基于Runge-Kutta的NURBS曲线实时前瞻插补算法

针对传统的NURBS曲线加工过程中插补算法插补参数计算精度低、实时性不高以及加速度过大对机床造成的冲击大的问题,提出了基于Runge-Kutta的NURBS曲线实时前瞻插补算法.该算法采用经典Runge-Kutta方法计算插补参数,基于弓高误差和法向加速度约束条件自动调整进给速度,根据进给步长预期值与实际值的偏差进行参数校正.由粗插补得到的离线数据寻找进给速度极值点,并对曲线进行前瞻分段,找到各前瞻插补区间上的首末速度敏感点.根据敏感速度与插补距离之间的关系重新进行加减速控制,避免速度急剧变化,从而满足机床的加减速性能要求.最后,通过Matlab仿真验证了算法的有效性.     

NURBS直接插补技术中快速求值求导算法

为了提高NURBS直接插补算法的实时性,研究了NURBS曲线和曲面的快速求值与求导计算算法.根据de Boor-Cox的非均匀B样条求导的递推公式,提出了一种快速递推算法.该算法基于NURBS曲线、曲面的矩阵表示形式,推导了非均匀B样条基函数的系数矩阵快速计算方法.与传统de Boor-Cox等算法相比,该算法推导简单,计算快速,有利于提高计算速度,缩短插补周期,提高插补的实时性.另外,该算法还可用于计算非均匀B样条曲线、曲面,并且可用于计算机辅助几何设计的相关研究.     

CNC系统中任意三维椭圆弧的高速插补新方法

本文根据两步递归插补的思想,导出了任意三维椭圆弧高速插补的公式和算法.它是空间圆弧高速插补方法在三维椭圆弧的情况下进一步推广应用.本文最后还对插补算法进行了稳定性分析和误差分析.     

基于风电场风机片区的风速插补方法研究

选取内蒙古某一风电场为研究区,在对本场风机、测风塔测风数据进行质控后,按照不同月、风向对风机风速进行相关性分析,划分出风机轮毂高度风速高相关片区16类.以片区的某一台风机为例,统计该风机一年逐时数据的缺失、异常情况,并选用自回归差分移动平均法(ARIMA)、风机片区时空插补法进行风机风速异常及缺失值插补.检验结果表明:插补后风机风速与实际值非常接近,基于风机片区的时空插补平均偏差约为0.68m/s,ARIMA方法的平均偏差约为0.82m/s,两种方法的插补结果7月优于1月;ARIMA插补适用于0~6h短时插补,而基于风机片区的时空插补适合于任意时长的插补,但是对片区风机的风速完整性有要求.总之,ARIMA与基于风机片区的时空插补方法均有较好的效果,且可根据实际情况具体选择.     

一种实时前瞻的微线段直接插补算法

结合匀变速DDA精插补算法、变插补周期技术和实时前瞻技术,提出了一种新的微线段直接插补算法.采用两级插补模式,粗插补由速度规划和实时前瞻任务构成,精插补采用匀变速DDA精插补算法.首先通过正、反向速度规划,计算各微线段允许的最大拐角速度;其次,根据前瞻数据量和微线段允许速度实时调整实际拐角速度;最后,调用匀变速DDA精插补算法实现脉冲输出.每个微线段不再由粗插补分割为更小的微线段,而是直接由精插补器来实现插补,故算法简单,精度高.实测结果表明,该算法无理论误差,精度高,加工效率较高.     

传统逐点比较法直线插补方法的改进

逐点比较法直线插补方法在开环数控系统中被广泛采用,但其存在插补误差大、直线光滑性差等缺点.针对以上问题,提出了改进的逐点比较法直线插补算法,避免了无穷大导数计算、多分支判断编程复杂等缺陷,提高了逐点比较法的直线插补精度.     

任意三维抛物线的一种高速插补方法

基于参数方程的矢量表示方法，导出一种ＣＮＣ系统中任意三维抛物线的高速插补算法，该算法不仅理论上可使所有插补点均落在抛物线上，而且由于实时插补过程只有加法运算，插补速度极高，因而适用于任何硬件环境，误差分析表明，只要合理选择参数增量，总能保证插补的弓高误差满足加工精度要求，本算法可应用于二维抛物线的插补计算。     

平面轮廓插补的新方法及其数控加工编程

本文提出一种平面轮廓的圆弧插补方法。本方法以生成数控加工指令为目标,从简单的几何关系出发,推导出将描述轮廓的方程或离散数据转化为数控加工所需的圆弧或直线插补参数的公式,并对逆圆弧和顺圆弧的判定及插补误差的控制进行了分析,提出了具体的方法。开发的软件可以实现平面轮廓零件的CAD、插补参数计算、数控加工程序生成、模拟穿孔纸带及轮廓加工过程。     

一种基于B样条插值的机器人速度规划算法

在传统工业机器人的线体设计中,工艺的完成依赖于示教与再现技术.而传统的逐点示教方法极为繁琐并占用操作人员大量时间.因此,能够找出一条经过所有示教点的曲线并进行高速插补将有效提高机器人加工曲线的轮廓精度和示教效率.本文提出了一种能完全经过示教点的机器人轨迹样条插值方法.在此方法的基础上,利用修正的S型加减速算反向插补预测减速点,能显著提高减速点的预测能力,从而可极大提升机器人复杂轨迹的插补效率.实验证明此算法曲线轮廓精度高,插补速度快,柔性高,能满足机器人复杂曲线插补的要求.     

任意三维抛物线的一种高速插补方法

基于参数方程的矢量表示方法，导出了一种ＣＮＣ系统中任意三维抛物线的高速插补算法．该算法不仅理论上可使所有插补点均落在抛物线上，而且由于实时插补过程中只有加法运算，插补速度极高，因而适用于任何硬件环境．误差分析表明，只要合理选择参数增量，总能保证插补的弓高误差满足加工精度要求．本算法可应用于二维抛物线的插补计算     

单细胞RNA测序数据插补方法综述

单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据插补方法用于解决scRNA-seq数据观测中存在的大量“漏失”（dropout）噪音，改善下游分析，scRNA-seq数据插补方法设计是单细胞数据研究的热点方向之一.本文首先对20种主要的scRNA-seq数据插补方法进行介绍，包括基于模型的插补方法（6种）、基于平滑的插补方法（3种）、基于深度学习的插补方法（8种）和基于低秩矩阵的插补方法（3种），分析了各类方法的优势和缺点；其次，简要综述了插补方法比较研究的相关成果；然后，针对4种下游数据分析评估了以上方法（除scGNN外）的性能；最后，分析目前scRNAseq插补所面临的挑战，并指出新的研究方向.     

基于双圆弧法的摆线针轮数控编程系统设计

在介绍双圆弧法计算原理基础上,采用连续双圆弧法插补方式,通过控制插补误差实现加工步长的动态伸缩,获得满足数控机床圆弧插补的轮廓节点数据;开发了相应的数控程序生成软件;只需输入摆线针轮的几个参数,即可获得摆线行星轮的数控加工程序,实现了任意齿数摆线轮数控自动编程;根据轮廓节点数据以及刀具中心轨迹坐标,可对摆线轮的加工过程进行运动仿真.摆线轮数控磨削的实验结果验证了理论推导的正确性和软件的实用性.     

数控系统小线段高速加工中的“拐点问题”

在数控系统的连续小线段高速插补中,由于线段终点速度不为零及插补的离散特征,线段最后插补点与终点不能自然重合,若强行把终点作为最后插补点,可能带来速度冲击.为解决这一问题,本文提出了一种全新的处理方法,在确保没有速度冲击的前提下,允许插补点不通过线段终点,简化了插补算法.该方法产生的最大轮廓误差仅取决于最大加速度及插补周期,在实际系统中进行误差控制十分方便.     

基于图像的激光切割曲线插补算法

针对当前普遍使用的曲线插补算法存在计算复杂、插补段数多等缺点，满足不了对切割速度和精度要求的问题，提出了一种基于图像的圆弧插补算法。该算法一方面通过图像膨胀算法绘制误差区域，采用沿插补曲线逐点提取颜色与判断的方法计算插补精度，取代了以往繁琐的误差计算过程，减少计算量约50％；另一方面，采用边计算精度边延长插补曲线的圆弧生长法，使每段插补圆弧尽可能地长，从而减少了对切割质量和切割速度都非常不利的段间跨越点，在提高切割质量的同时更提高了切割速度。最后。通过一个与以往算法的比较实例，对此算法进行了验证。