局部坐标下三次样条的变分性质

在下厂向工人师傅学习、总结生产实践经验的基础上,根据“几何不变”的思想,作者在[1、2]中独立地提出在局部坐标中建立样条函数,具体推导出局部三次插值样条与圆弧插值样条的计算公式,并应用于曲线、曲面插值计算,取得良好的效果,为数控绘图和数控     

对一种圆弧样条曲线的保凸性分析及改进

§1.问题的提出 圆弧是生产实践中和工程设计中经常用到的数学工具,它具有一系列简单而又重要的特性,随着电子计算机、数控绘图、数控加工等技术的发展,它的应用就更加广泛了。 若在xoy平面上给出了n 1个型值点P_j(x_j,y_j)(j=0,1,…n)。要求作出一条光滑曲线来拟合它们,人们通常都使用三次样条或其它非圆弧曲线。可是一般数控机床、数控     

关于两类圆弧插值样条

[1]中考察了两类圆弧插值样条,我们依次简称为C~0类与C~1类。本文指出,C~0类圆弧插值样条与C~1类比较,虽然光滑性差,但是逼近阶一般较好。对于这两类样条,本文都给出了比较精确的逼近度。 一、C~0类圆弧插值样条 设平面上的曲线段T与圆弧样条S分别由n个曲线段T_1,…,T_n与n个圆弧S_1,…,S_n组成,其中T_i与S_i均由P_(2i-2)点出发,经过P_(2i-1)点而至P_(2i)点(i=1,…,n)。当该曲线段T(或该点列P_0,P_1,…,P_(2n))确定时,该圆弧样条S显然唯一确定。这时,我们称该     

可调形三次三角Cardinal插值样条曲线

在三次Cardinal插值样条曲线的基础上,引入了三角函数多项式,得到一组带调形参数的三次三角Cardinal样条基函数,以此构造一种可调形的三次三角Cardinal插值样条曲线.该插值样条可以精确表示直线、圆弧、椭圆以及自由曲线,改变调形参数可以调控插值曲线的形状.该插值样条避免了使用有理形式,其表达式较为简洁,计算量也相对较少,从而为多种线段的构造与处理提供了一种通用与简便的方法.     

在有限区间上的简单双曲样条

在插值和曲线拟合中,简单双曲样条和三次样条相比,由前者得到的曲线更好些.因为把三次样条用作“流线型”的内插曲线,在某些应用中,特别是船线的光顺中,会产生多余的拐点.而简单双曲样条则不会产生这种情况.     

T-B样条曲线及其应用

给出一种基于三角函数的类B样条设计方法,称其为 T B样条,它具有 B样条曲线曲面的主要优点,它还能够无需有理形式即可精确表示圆弧、椭圆弧等二次曲线弧以及球面、椭球面等二次曲面片.     

四次C-曲线的性质及其应用

以1,t,t2,t3,…为基底的Bézier曲线和B样条曲线是构造自由曲线、曲面强有力的工具.但是它们不能精确地表示某些圆锥曲线如圆弧、椭圆等,也不能精确地表示正弦曲线.本文利用一组新的基底sint,cost,t2,t,1,构造了两条新的曲线,这两条曲线依赖于参数α>0.当α→0时极限分别是四次Bézier曲线和四次B样条曲线,称之为四次C-曲线:四次C-Bézier曲线和四次C-B样条曲线.它们具有一般Bézier曲线和B样条曲线的性质:如端点插值,凸包,离散等,还可以精确的表示圆弧、椭圆及正弦曲线.作为应用,文章最后给出了四次C-Bézier曲线表示正弦曲线的条件.     

双圆弧样条在数控加工凸轮工艺中的应用

<正> 柴油机高次方函数配气母凸轮是一种高精度非圆曲线凸轮.数控电火花线切割加工母凸轮是一种新工艺,远比传统的范成法方便、先进,效率可提高20余倍.数控加工凸轮工艺计算要解决三个方面的问题,即型值点转换、样条插值和3B 指令.     

三次基 Spline 和光顺

<正> 前言本文对非均匀网的三次基样条,提出一种节省内存的贮存方法.运用三次 Spline 函数的保凸性和它的基样条表示法的线性迭加原理,文中提出了一种光顺方法,并对五种端点条件进行了论述.此方法使修顺过程简单直观、计算过程稳定、运算量小、且偏离原始型值点较小.按上述方法在 DJS-21、TQ-16机上编制了 ALGOL-60语言程序,计算了大量曲线,将计算结果用于数控绘图和加工,收到了良好的效果。     

圆弧样条的单圆弧逼近

<正> 长期以来奇次样条在实践中有广泛的应用,在生产上有显著的成效,而偶次样条在某种程度上受到了忽视.实际上偶次样条有着自己的特点。对此有许多文章做了详细的论述.例如,在生产实践中(如用数控线切割机进行金属切割),往往需拟合一些非圆曲线或拟合一些离散点,当然三次(或三次以上的)多项式可以拟合非圆曲线及离散点,但三次曲线本身却不能直接用简单的工具准确地绘出,数控线切割机的基本加工轨迹也仅是圆与直线,因此在加工非圆曲线时,往往还沿用原始的方法——用直线段(一次样条)逼近.其缺点是显然的.(1)易产生角点,即在两条直线段的衔接处(节点处)不光滑;(2)在     

圆弧-线段型加工路径的最优速度规划

在数控加工中,速度规划是优化加工时间的核心问题.文章针对圆弧一线段型路径,提出最优速度规划算法.文章通过建立加工时间最短的速度规划模型,基于"Bang-Bang"控制,对圆弧进行最优速度规划.通过圆弧相邻线段的速度可达性检验修调速度,提出圆弧样条的最优速度规划算法.与高速小线段拐角过渡插补算法相比,实验结果表明文章的算法更加高效.     

带有面积约束的B样条曲线拟合方法

1984年刘鼎元等给出了B样条曲线的光顺拟合方法,本文在其基础上处理了带有面积约束的B样条曲线拟合问题。它来源于船舶线型设计:设计者往往先确定横剖面面积曲线,再设计线型。因而,在横剖面的光顺拟合中,就要求各站的横剖面面积保持不变。本文用B样条参数曲线表达拟合曲线,导出了曲线与坐标轴所围面积的表达式,目标函数由偏离的平方和、二阶导数平方和以及Lagrange乘子与面积公式的乘积所组成。     

数控机床和计算机绘图中的曲线插补原理

本文从简单的几何原理出发,通过理论推导,为数控机床和计算机绘图提供了两种插补函数曲线的新方法,即加密判别法和双判别法。其特点是:适用范围广泛、插补精度较高和数控设备节省。文中还讨论了曲线的性状,以插补出整条曲线。     

复二次B样条曲线

本文在复平面单位圆弧上引进了复二次Ｂ样条曲线，讨论了它的一些几何性质．实质上它是分段帕斯卡蜗线段的Ｃ１合成曲线．调整控制点可使某段曲线为圆孤．     

曲线拟合的数值磨光方法

<正> 我们针对外形自动设计提出的曲线拟合问题提出一种方法——数值磨光方法.实现的步骤大体上是:首先对原设计型值(离散数据)进行修改得到我们称呼的“盈亏型值”,再将盈亏型值点连成折线,然后对此折线函数以δ-spline(样条)函数为核进行积分便得到拟合曲线的表达式,这吋拟合曲线是一种样条.样条函数的次数 k 是任意的,但我们主要针对实用上常用的 k=2和3的情形讨论.     

高阶C-B样条曲线曲面的显式形式

1引言基于多项式空间span{1,t,t~2,…,t~k}的B样条和Bézier曲线(面)是构造自由曲线、曲面强有力的工具,但是它们不能精确表示圆弧、椭圆等,也不能精确地表示正弦曲线和二次曲面,于是文献[1]提出了一种新的三次曲线(面)模型,称为C曲线(面),它们是低次多项式样条曲线(面)的拓广,具有很多B样条的良好性质,如对称性、保凸性等,不仅能精确表示二次曲线和曲面和某些超越曲线,而且克服了NURBS求导求积复杂的困难,因此引起了国内外广泛的关注,近年来涌现了大量的文献.文[5]将其三次C-B样条推广到了高阶的情形,给出了任意阶C-B样条曲线(面)的积分递推公式,并发展了许多诸     

单位圆弧上复二次Bézier曲线

实空间中的Bezier曲线在计算机辅助设计和制造(CAD/CAM)中起着重要的作用,尤其二次和三次Bezier曲线的应用十分广泛.将复样条函数作为逼近工具的研究工作已有[1]—[4],但几何性质的研究尚罕见,难以在CAD/CAM中得到应用.本文先对单位圆弧上的复二次Bezier曲线的几何性质(特别是凸性)作了一些较深入的讨论,再以它们为基本曲线段给出一种构造一阶几何连续(GC~1)的插值复样条曲线的方法.此样     

单位圆弧上复二次Bézier曲线

实空间中的Bezier曲线在计算机辅助设计和制造(CAD/CAM)中起着重要的作用,尤其二次和三次Bezier曲线的应用十分广泛.将复样条函数作为逼近工具的研究工作已有[1]—[4],但几何性质的研究尚罕见,难以在CAD/CAM中得到应用.本文先对单位圆弧上的复二次Bezier曲线的几何性质(特别是凸性)作了一些较深入的讨论,再以它们为基本曲线段给出一种构造一阶几何连续(GC~1)的插值复样条曲线的方法.此样     

基于微段插补模型的数控刀具运动优化控制

针对直线段与圆弧连接处的过渡,采用微小线段插补进行处理;通过前瞻分析的方法,控制直线段与圆弧段过渡处的进给速度提前减速,有效地减少了直线与圆弧过渡处的加工误差,建立混合S型双向加减速曲线模型,实现了圆弧段拐角处速度的控制.为了更好地优化数控刀具的加工时间,改进S型加速曲线原来加速缓慢耗时的前半部分,建立非零启动S型曲线加减速模型,从而减少启动时间,这种改进极大地优化刀具在走圆弧时的时间及平稳性.     

高阶贝齐尔圆

高阶贝齐尔圆Ｊ．Ｊ．周著田桂林译用有理贝齐尔曲线和Ｂ样条表示形状的最重要原因之一是它们能精确表示圆．二次曲线具有用有理Ｂ样条曲线表示圆的最低次数，对大多数应用来说，也是最好的表示．为了表示一个完整的圆或一般大于１８０°的圆弧，常用的方法是把多段二次贝...