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.     

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.     

散乱数据曲面重建的自然样条细分法

在仔细分析了散乱数据带连续边界条件的多项式样条插值与散乱数据自然样条插值方法后,结合两种方法的优点,得到了一种进行大规模散乱数据曲面重建的自然样条细分方法.该方法的实现较为简单,可以根据需要灵活地构造出满足不同光滑条件的散乱数据重建曲面.仿真实验结果说明了该方法是有效的.     

结合分割逼近和粒子群法的燃气轮机叶片轮廓度误差计算

阐述了燃气轮机叶片复杂曲面轮廓度误差计算的关键问题,采用非均匀有理B样条曲面描述了燃气轮机叶片,定义了燃气轮机叶片复杂曲面轮廓度误差并建立了相应的数学模型.采用分割逼近法计算测点到曲面的最小距离,以提高数据处理速度;结合粒子群和分割逼近法,通过六维坐标变换迭代,使叶片的理论模型计算与实际轮廓测试达到最佳匹配,最终获得燃气轮机叶片轮廓度误差.结合分割逼近和粒子群法来计算燃气轮机叶片轮廓度误差,理论上可以收敛于全局最优解,符合最小区域法的评定标准.该算法易于计算机实现,非常适用于三坐标测量仪.     

B样条曲线曲面的降阶方法

基于优化技术,给出了B样条曲线曲面降阶的简便方法,曲线曲面降多阶问题只需要求解一个线性方程组。该方法不管是算法复杂性还是降阶逼近效果都明显好于之前方法,最后还进行了解的存在性分析和误差分析。     

张量积等距曲面的样条逼近

在几何造型系统中,通常需要用低次有理参数曲线、曲面来逼近等距曲线、曲面.这篇文章主要研究张量积等距曲面的样条逼近.利用样条曲面和原曲面加权组合构造一个新的有理曲面,该曲面通过插值原曲面的等距曲面上的采样点,从而逼近等距曲面.此方法较为简单,逼近曲面的次数不会超过原曲面,逼近曲面能达到C2连续.由插值点决定控制点的个数和逼近所能达到的误差精度,而且可以通过调节权值使等距曲面达到最佳逼近.     

基于区域分割技术的等距天线曲面重构

针对逆向工程中空间坐标测量时仪器测头半径或靶标厚度的误差补偿问题,提出了对散乱点云数据进行自动区域分割的方法。快速搜索出子区域中测点的最近邻域,利用测点最近邻域构造一个有约束的最小二乘切平面,得到曲面在该测点处的法线矢量。基于Prim算法的优化算法对法线矢量方向进行调整,使各测点处的法线矢量都指向曲面同一侧,进而求取了实际曲面上的点。对于经过误差补偿后的点云数据,从空间任意二次曲面的一般方程出发,基于二次曲面的误差方程和法方程提出一种通用拟合算法,并借助二次型理论得到曲面的特征参数。实验结果证明：应用该区域分割算法能够提高最近邻域的搜索速度,且曲面拟合算法具有很好的鲁棒性和有效性。     

基于反求控制点的B样条曲面重建算法的实现

由于B样条曲面具有很好的局部修改性,因此在逆向工程中更广泛地应用B样条曲面来进行曲面重建。本文在散乱数据模型四边形网格划分优化处理的基础上,设计了基于反求控制点的B样条3次曲面重建算法,定义了基本概念,解决型值点的选取及参数化,追赶法求解控制点,曲面拟合等问题。在VC++编译环境下,进行算法的程序编写与调试,通过OPENGL函数显示了控制网格和拟合曲面。算法的运行结果说明了算法的可行性和可靠性。     

用B样条曲线优化逼近矢量汉字

针对激光切割矢量汉字中出现的问题，提出了用参数三次B样条曲线优化逼近矢量汉字的局部轮廓．在优化逼近过程中，应用Taylor级数展开法进行B样条曲线的参数优化，反复拟合得到优化的参数值．使在误差允许的范围内，获得用B样条曲线优化逼近的汉字轮廓．处理后的矢量汉字字形光顺，生成的数控程序短．     

基于Bézier曲面的大规模散乱数据的插值

对于大规模散乱数据而言,传统的散乱数据的插值方法由于要通过求解联立方程组来得到插值曲面,因此无法适应大规模散乱数据的逼近.本文提出的基于Bézier曲面的大规模散乱数据的插值方法,是一种通过自适应的迭代方法,对大规模的采样点进行Bézier曲面插值的方法,有助于提高计算的速度和精度.     

空间统计方法在自由曲面加工误差分解中的应用

为了便于对自由曲面的加工误差进行分析,应用空间统计方法分析加工误差数据,将构成加工误差的系统误差和随机误差这两部分分解出来。该方法首先对加工误差进行空间统计分析,判断加工误差的空间自相关性,然后构造基于B样条曲面的确定性曲面回归模型,计算各个测点的残差后对该回归模型进行充分性分析,将服从空间独立分布的残差作为分解后的随机误差,进而得到系统误差。针对一个自由曲面进行仿真验证。结果表明,该误差分解方法精确、有效。再对上述自由曲面进行数控加工,并获得该工艺系统的系统误差,根据该系统误差进行补偿加工,显著提高了零件的加工精度。      

基于非均匀B样条曲面的DTM内插模型

对非均匀B样条曲面在数字地面模型(DTM)内插中的应用进行了研究,首先探讨了非均匀B样条曲面基本理论及其最小二乘解法,然后提出了基于非均匀B样条曲面的DTM内插算法,最后利用提出的B样条算法与目前一些常用的内插算法,对数学曲面与实际地形进行了试验和比较.试验结果表明B样条算法具有良好的精度和稳定性,能较好地改善在构建DTM时常出现的“梯田”现象.     

基于B样条函数的对流扩散方程数值模拟

利用三次B样条函数,构造了一个求解对流扩散问题的隐式格式,并分析了算法误差及稳定性,给出了数值例子.数值结果表明,构造的格式能处理文献[2]中格式不能处理的问题,且精度更高。     

圆域B样条曲线插值问题的研究

基于B样条曲线的理论,给出了圆域B样条曲线的递归算法,并在此基础上,对于带有误差的测量数据,即由于误差的原因分布在平面上一系列的小区域内的测量数据,给出了利用圆域B样条曲线进行插值的算法．所得到的固域B样条曲线具有局部性、连续性等良好性质,通过数值实验表明该算法是可行并且有效的．     

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。     

多尺度NURBS曲面间的G1连续算法

利用准均匀B样条基函数和二维B样条小波的多分辨分析理论, 简述了准均匀B样条基函数作为尺度函数而构造的B样条小波及其分解算法, 并给出了NURBS曲面的分解算法. 基于NURBS曲面(B样条曲面)的G¹连续条件及其多尺度表示, 给出了两个多尺度NURBS曲面间保持G¹连续的算法与实现过程.     

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.     

B样条曲面的求值和节点插入算法研究

通过研究二阶常系数微分算子的零空间及其初值问题解的唯一性,引入了广义B样条曲线的概念,给出了B样条曲线的一种统一表示形式,介绍了其求值算法及节点插入算法,并以多项式B样条为例,将样条曲线的求值算法和节点插入算法推广到曲面.数值实验表明,求值算法和节点插入算法对样条曲线和样条曲面均准确、有效.     

精密电容器误差的网络并行计算

利用局域网和标准消息传递库构成网络并行计算环境。基于变动边界微扰法,实现了精密电容器误差的并行计算。改进了传统的Runge-Kutta方法。新方法在计算量,计算速度,稳定性上都优于原方法,并在实际计算中取得了良好效果。最后,将用单机和用并行机进行计算的结果作了对比,讨论了与并行计算效率有关的因素。     

非线性代数映射问题分支值的一种高精度快速算法

研究了非线性代数映射动力系统分支值确定问题,提出二分缩减确定分支值的高精度新算法·克服了步长增量法由于细化步长造成计算时间较长的问题,解决了分支值优化算法由于目标函数本身构成产生较大计算误差的弱点·通过对典型的Logistic映射算例的倍周期分支值编程分析计算,给出误差限为10-10精确的分支值·这种算法既节省计算时间又具有高的计算精度·该方法为非线性系统与混沌特性研究提供了条件·