本文關(guān)鍵詞：Hermite樣條構(gòu)造中的模長優(yōu)化算法研究

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【摘要】：數(shù)控加工中,小線段是最常用的刀具軌跡表示方法。小線段連接處切線和曲率的不連續(xù)性,將造成速度和加速度波動,影響加工效率和加工質(zhì)量。本文采用長度更長、連續(xù)性更好的Hermite曲線插值小線段。針對現(xiàn)有Hermite曲線構(gòu)造方法上的不足,本文通過優(yōu)化端點(diǎn)切矢模長,完成參數(shù)曲線的光順。Hermite曲線光順小線段軌跡時(shí),根據(jù)是否經(jīng)過加工零件輪廓特征點(diǎn),可分為插值和逼近兩種方式。插值方式中,構(gòu)造的曲線除了滿足幾何光順條件外,還需要控制輪廓誤差,達(dá)到加工過程中速度波動幅值最小;過渡方式中,曲線既要滿足幾何光順條件,又要滿足輪廓誤差約束、參數(shù)區(qū)間[0,0.5]內(nèi)曲率單調(diào)以及有解析極大曲率值等條件,使得曲線的曲率均勻。根據(jù)上述兩種情況,給出對應(yīng)的曲線評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、優(yōu)化函數(shù)以及約束條件,并最終得到端點(diǎn)切矢模長的計(jì)算公式,達(dá)到實(shí)時(shí)構(gòu)造并優(yōu)化Hermite曲線的目的。采用樣條曲線的弧長進(jìn)行速度規(guī)劃時(shí),會導(dǎo)致指令進(jìn)給速度和規(guī)劃速度存在較大偏差。針對這種情況,本文提出插補(bǔ)行程概念,它是指令進(jìn)給速度插補(bǔ)的路程之和,該長度能夠更準(zhǔn)確描述加工刀具走過的路程,并降低上述偏差值。最后,本文設(shè)計(jì)兩段軌跡用于驗(yàn)證,并且得到對應(yīng)的規(guī)劃合成速度、合成加速度和合成捷度曲線。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文提出的實(shí)時(shí)軌跡優(yōu)化方法,在已有算法基礎(chǔ)上,光順了速度曲線,降低了合成加速度和合成捷度幅值。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG659

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1 陶杰;Hermite樣條構(gòu)造中的模長優(yōu)化算法研究[D];華中科技大學(xué);2015年

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本文編號：1226260