本文關(guān)鍵詞：連續(xù)小線段的Hermite實(shí)時(shí)擬合端點(diǎn)矢量方向算法研究

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【摘要】：數(shù)控加工中,從CAM軟件生成的刀具軌跡G代碼程序到CNC系統(tǒng)中進(jìn)行插補(bǔ)計(jì)算的這一階段中,現(xiàn)行的刀具軌跡通常用小線段來表達(dá)。但是以小線段作為刀具軌跡時(shí)不利于后續(xù)的速度規(guī)劃,需要對(duì)其進(jìn)行擬合平滑。采用Hermite樣條對(duì)小線段進(jìn)行擬合能滿足實(shí)時(shí)性的要求,但是由于其只能達(dá)到一階連續(xù)性,且在擬合時(shí)端點(diǎn)的矢量方向?qū)Φ玫降能壽E曲線有一定的影響,故需要研究合適的端點(diǎn)矢量方向算法進(jìn)行Hermite擬合以改善得到的軌跡曲線形態(tài)。針對(duì)構(gòu)造Hermite樣條時(shí),所需的端點(diǎn)矢量方向信息,研究了三點(diǎn)弦長(zhǎng)加權(quán)、Akima和Renner這三種算法。擬定了曲線最大弦高差、曲線的最大曲率值以及曲率的變化頻率三個(gè)指標(biāo)作為評(píng)價(jià)Hermite曲線形態(tài)優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)。基于小線段弦長(zhǎng)和轉(zhuǎn)角特征的不同,對(duì)其劃分了五種常用類型。在此基礎(chǔ)上,比較了三種端點(diǎn)矢量方向算法在處理不同類型小線段時(shí)的擬合性能,建立了三種算法與其最適處理小線段類型之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。對(duì)三種端點(diǎn)矢量方向算法進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn),通過實(shí)際的G代碼小線段實(shí)例對(duì)優(yōu)化改進(jìn)后算法的擬合效果進(jìn)行了驗(yàn)證,表明其得到的擬合曲線光順性更好,曲線形態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)值也更優(yōu),提升了小線段實(shí)時(shí)Hermite擬合的性能。
【關(guān)鍵詞】：小線段加工 Hermite 擬合 矢量方向算法 評(píng)價(jià)指標(biāo) 優(yōu)化算法
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG659
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1. 緒論8-15
• 1.1 課題來源8
• 1.2 課題研究的目的和意義8-9
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-13
• 1.4 論文主要工作13-15
• 2. Hermite擬合曲線形態(tài)優(yōu)劣的評(píng)價(jià)方法15-34
• 2.1 引言15
• 2.2 Hermite樣條擬合模型15-16
• 2.3 端點(diǎn)矢量方向算法的可行性驗(yàn)證16-22
• 2.4 Hermite曲線形態(tài)優(yōu)劣的評(píng)價(jià)指標(biāo)22-26
• 2.5 評(píng)價(jià)指標(biāo)的篩選與分析26-32
• 2.6 章節(jié)小結(jié)32-34
• 3. 基于評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的端點(diǎn)矢量方向算法性能研究34-49
• 3.1 引言34
• 3.2 通用小線段實(shí)例生成算法34-37
• 3.3 矢量方向算法的擬合性能對(duì)比37-47
• 3.4 矢量方向算法與小線段類型的對(duì)應(yīng)關(guān)系47-48
• 3.5 章節(jié)小結(jié)48-49
• 4. 端點(diǎn)矢量方向算法優(yōu)化49-63
• 4.1 引言49
• 4.2 Akima算法優(yōu)化49-53
• 4.3 Renner算法優(yōu)化53-57
• 4.4 三種端點(diǎn)矢量方向算法集成57-58
• 4.5 集成算法的效果驗(yàn)證58-62
• 4.6 章節(jié)小結(jié)62-63
• 5. 總結(jié)與展望63-65
• 5.1 全文總結(jié)63-64
• 5.2 研究展望64-65
• 致謝65-66
• 參考文獻(xiàn)66-68

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本文編號(hào)：1098796