基于微粒群算法的复杂曲面轮廓度误差计算

针对复杂曲面轮廓度误差计算的数学模型比较复杂,并且难以用传统数值优化方法求解这一问题,提出了一种基于微粒群算法(PSO)并结合等参数线区域来计算复杂曲面轮廓度误差的方法.根据UNRBS曲面的u和v参数构造等参数线区域,通过微粒群算法在等参数线区域内搜索与测量点距离最近的点,实现了复杂曲面轮廓度误差的计算.实验结果表明,该方法搜索速度快,计算精度高,用于求解曲面轮廓度误差是行之有效的.     

高速列车司机室复杂曲面制造质量评价

为了准确评估高速列车司机室复杂曲面的制造质量,从尺寸精度、表面轮廓和表面光顺性3个方面对其曲面进行评价.在利用分割逼近法计算尺寸精度、使用高斯曲率与反射线分析光顺性的基础上,提出利用变形一致度与相似度反映曲面轮廓的变形规律及微观几何特征的分析方法,采用模糊数学方法对光顺性的主观评价结果进行量化,运用加权逼近理想解排序方法对评价指标进行综合分析,获得曲面制造质量的综合评价模型,并用于实际高速列车司机室曲面的制造质量评价.结果表明,该方法和模型能够有效地量化司机室实际曲面的制造质量,为其验收及后期诊断和控制提供必要的基础数据.
     

基于点云数据的自由曲面加工误差评定

针对自由曲面加工误差检测困难的问题,提出了一种自由曲面加工误差评定方法。该方法以高精度蓝光扫描仪获取到的点云作为实测数据,以自由曲面的立体印刷模型作为理论模型。首先设置动态偏差阈值去除点云的远距离噪声,利用基于曲面变化度的局部离群系数方法去除点云的近距离噪声;然后采用最近点迭代算法分离点云位置误差的旋转量,以自适应粒子群算法依据最小区域原则分离位置误差的平移量;最后对点云进行基准变换后,计算点云与模型之间的偏差。实验结果表明,相对于最近点迭代算法,所提方法计算的位置误差向量均方根误差减小了66%,轮廓度减小了18%。提出方法的位置误差分离精度更高,轮廓度误差评定更准确,适用于扫描点云对自由曲面的加工误差评价,可以有效判断出超差区域。     

复杂曲面的计算机辅助测量原理

本文研究按最小区域原则评定复杂曲面和曲线轮廓度误差的理论和方法,建立复杂曲面和曲线的计算机辅助测量的数学模型,得出轮廓度误差的描述函数,计算机判别和评定方法,最后讨论了误差分离和测头半径的影响等问题。     

断层轮廓的双三次非均匀B样条曲面重构

针对断层图像数据,提出了一种曲面重构的方法.依据曲率特征首先提取各层特征点,对其重采样使每行(列)获得统一的采样点数;再对采样点插值得到非均匀双三次B样条曲面;最后,在一定控制精度下对曲面依据距离特征进行节点插入,通过最小二乘逼近法算出新的控制顶点,从而得到误差在容许范围内的逼近曲面.根据断层轮廓的特点,本算法综合运用了周期B样条和非周期B样条,讨论了封闭曲面和非封闭曲面的计算方法.另外插值和逼近的结合应用使该算法更快速、实用.     

利用弦长不变特征的叶片截面轮廓匹配算法

针对大型燃气轮机叶片型面形状加工质量高精度检测分析评价中的无基准坐标匹配问题,提出了一种利用截面轮廓曲线弦长几何不变特征的精确坐标匹配算法.该算法在获取对应截面轮廓数据后,基于叶片截面轮廓曲线对应弦长不变特征建立目标函数,并依此计算出理论轮廓曲线中与测量数据对应的坐标点,构造出坐标变换超静定方程组,然后通过豪斯荷尔德矩阵变换方法计算出该坐标变换的最小二乘最优解.采用该算法计算出叶片截面轮廓曲线的模拟测量数据与理论数据之间的坐标变换矩阵,得出了该变换矩阵下的截面轮廓评价结果,其偏差小于1.5μm,表明该算法对于自由曲面的大型燃气轮机叶片型面形状加工质量的检测评价具有较好的应用效果.     

一种平面域中三维散乱点的曲面重构方法

针对已知一般平面域的一些三维散乱点数据,提出采用最小二乘法原理求出拟合曲面的系数,根据误差的需求利用切比雪夫逼近原理对拟合系数进行修正的方法,对三维散乱点数据进行拟合,并以叶片为例,利用CAD软件对拟合数据进行曲面重构.实验数据证明,该方法有效地提高了对三维散乱点的处理速度和拟合精度,在复杂曲面表示、加工等领域有广泛应用.     

采用综合学习粒子群算法的有限冲激响应数字滤波器设计

针对标准粒子群优化算法在求解复杂多模问题时容易陷入局部极值点和有限冲击响应数字滤波器(FIR DF)设计时减少误差的问题,将综合学习粒子群优化算法(CLPSO)应用于FIR DF设计中.CLPSO在每一代更新中采用所有粒子全局最优值代替粒子本身的个体历史最优值,当粒子停止更新时,重置粒子最优值,保证粒子学习最优和在错误方向上花费最少计算时间.数值结果显示,在满足算法复杂度、计算时间、逼近误差等设计指标的前提下,CLPSO在低通和高通频率采样法FIR DF设计中比传统查表法、遗传算法和标准粒子群优化算法具有一定的优势.     

基于IGES的自由曲面误差评定的研究

分析了IGES文件格式及B样条曲面的数据记录格式，从CAD模型中提取了曲面信息，探讨了自由曲面的轮廓度误差评定方法，采用共轭梯度法优化了测量点至曲面误差的计算，并以汽车的加油小门为例，验证了系统的可行性，提高了计算效率。     

一种差速器壳体形位误差评定及测量方法

为了满足差速器壳体的快速检测,对差速器壳体形位误差的在线测量方法进行了研究。在基本粒子群优化算法的基础上,引入了自适应惯性因数来改进粒子群优化的过程,并用于形位误差的计算。运用最小二乘法和最小区域法描述了圆柱度、同轴度等形位误差的评定算法。利用改进粒子群优化算法对误差目标函数进行求解。根据实际工程需要确定测量方案,搭建了测量平台。研究结果表明:该方法能够准确测得差速器壳体形位误差,并且减少了人为因素引入的误差。