本文關(guān)鍵詞：實(shí)時(shí)前瞻的NURBS曲線插補(bǔ)算法研究與仿真，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代制造技術(shù)中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一,插補(bǔ)模塊是整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)控制軟件的核心,插補(bǔ)算法的選擇直接影響到數(shù)控系統(tǒng)的加工精度和速度。NURBS(Non-UniformRational B-Spline)曲線是在實(shí)際中得到廣泛應(yīng)用的一種參數(shù)化曲線,NURBS插補(bǔ)技術(shù)可以改善零件的加工精度,表面光滑性和生產(chǎn)效率,提高數(shù)控系統(tǒng)的軌跡功能。所以對(duì)NURBS插補(bǔ)算法進(jìn)行了研究具有十分重要的意義。 本文詳細(xì)地介紹了NURBS曲線的數(shù)學(xué)模型、性質(zhì)及其相關(guān)參數(shù)計(jì)算方法,利用B樣條基函數(shù)快速求值算法來加快NURBS曲線的求值。分析了S曲線加減速控制,綜合考慮輪廓誤差控制和進(jìn)給加加速度限制控制,實(shí)現(xiàn)了具有前瞻性的實(shí)時(shí)NURBS插補(bǔ)方法,并對(duì)NURBS插補(bǔ)算法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。本文的主要工作和成果如下: 1.介紹了NURBS曲線的數(shù)學(xué)模型、性質(zhì)及相關(guān)參數(shù)計(jì)算方法。利用B樣條基函數(shù)快速求值算法來加快NURBS曲線的求值。該算法用于數(shù)控實(shí)時(shí)插補(bǔ)中B樣曲線求值求導(dǎo)運(yùn)算時(shí),可獲得比de Boor算法更高的計(jì)算效率。 2.在NURBS插補(bǔ)加減速控制方面,分析了插補(bǔ)前拋物線-拋物線S型加減速控制方法。S型加減速控制方法具有位置精度高、速度無突變、過渡平滑等優(yōu)點(diǎn)。 3.設(shè)計(jì)了一種具有前瞻性的實(shí)時(shí)NURBS插補(bǔ)算法。給出了該算法的流程并做了詳細(xì)的分析,將該算法劃分成尖角檢測(cè)模塊、速度規(guī)劃模塊、實(shí)時(shí)插補(bǔ)模塊等部分。在算法中綜合考慮了基于最大弓高誤差限定的自適應(yīng)速度控制、基于曲率信息的速度控制、基于加加速度限定的插補(bǔ)前S型加減速控制方法來規(guī)劃每一段曲線的進(jìn)給速度。通過預(yù)插補(bǔ)與實(shí)時(shí)插補(bǔ)的配合,完成整個(gè)曲線插補(bǔ)。 4.對(duì)給定幾個(gè)曲線利用MATLAB軟件進(jìn)行插補(bǔ)算法的計(jì)算機(jī)仿真分析,包括進(jìn)給速度對(duì)尖角點(diǎn)確認(rèn)的影響、進(jìn)給速度形態(tài)分析、弓高誤差、加工時(shí)間的數(shù)據(jù)分析,并進(jìn)行了曲線的加工仿真。驗(yàn)證了本文的插補(bǔ)算法的正確性、合理性及優(yōu)越性。 開展對(duì)本課題的研究,對(duì)提高數(shù)控系統(tǒng)的性能具有重要的理論價(jià)值,同時(shí)也具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)控 加減速控制 NURBS曲線插補(bǔ) 仿真分析
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TG659
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 引言10
• 1.2 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r10-12
• 1.3 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展情況12-17
• 1.3.1 插補(bǔ)技術(shù)概述12-15
• 1.3.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 研究的意義與主要內(nèi)容17-20
• 1.4.1 本文研究的意義17-18
• 1.4.2 本文研究的主要內(nèi)容18-20
• 第2章 NURBS曲線及其生成算法20-31
• 2.1 引言20-22
• 2.2 NURBS曲線的定義22-25
• 2.3 NURBS曲線的性質(zhì)及優(yōu)缺點(diǎn)25-27
• 2.3.1 NURBS曲線的性質(zhì)25-26
• 2.3.2 NURBS曲線的優(yōu)缺點(diǎn)26-27
• 2.4 NURBS曲線的求值與導(dǎo)矢計(jì)算27-30
• 2.4.1 求NURBS曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)27-29
• 2.4.2 求NURBS曲線上的導(dǎo)矢29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 NURBS曲線插值計(jì)算與加減速控制31-43
• 3.1 引言31
• 3.2 NURBS曲線插值計(jì)算31-35
• 3.2.1 樣條曲線插補(bǔ)原理31-33
• 3.2.2 NURBS插值計(jì)算33-35
• 3.3 B樣條基函數(shù)快速求值算法及NURBS插補(bǔ)中的應(yīng)用35-38
• 3.4 NURBS曲線加減速控制38-41
• 3.5 本章小結(jié)41-43
• 第4章 實(shí)時(shí)前瞻的NURBS曲線插補(bǔ)算法43-62
• 4.1 引言43-44
• 4.2 具有前瞻性的實(shí)時(shí)NURBS插補(bǔ)實(shí)現(xiàn)44-61
• 4.2.1 尖角檢測(cè)模塊45-51
• 4.2.2 速度規(guī)劃模塊51-60
• 4.2.3 實(shí)時(shí)插補(bǔ)模塊60-61
• 4.3 本章小結(jié)61-62
• 第5章 插補(bǔ)算法的仿真與分析62-78
• 5.1 引言62-63
• 5.2 插補(bǔ)算法分析63-69
• 5.2.1 進(jìn)給速度F對(duì)尖角點(diǎn)確認(rèn)的影響63-64
• 5.2.2 曲率與尖角點(diǎn)64
• 5.2.3 進(jìn)給速度、加減速曲線形態(tài)分析64-65
• 5.2.4 與基于自適應(yīng)速度控制的算法在進(jìn)給速度、弓高誤差、加工時(shí)間上的比較65-69
• 5.2.5 插補(bǔ)時(shí)間分析69
• 5.3 插補(bǔ)加工仿真69-77
• 5.4 本章小結(jié)77-78
• 第6章 結(jié)論與展望78-80
• 6.1 結(jié)論78-79
• 6.2 展望79-80
• 參考文獻(xiàn)80-83
• 致謝83-84
• 攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目和成果84

【引證文獻(xiàn)】

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王世勇;高性能激光加工控制關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華南理工大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 陳開強(qiáng);面向多點(diǎn)高速裝配應(yīng)用的SCARA工業(yè)機(jī)器人控制精度模型研究[D];浙江大學(xué);2012年

2 魏力;微細(xì)電火花銑削加工插補(bǔ)技術(shù)與軌跡規(guī)劃研究[D];大連理工大學(xué);2012年

3 趙潭羿;基于運(yùn)動(dòng)控制器的噴涂機(jī)控制系統(tǒng)的研究[D];北京交通大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：實(shí)時(shí)前瞻的NURBS曲線插補(bǔ)算法研究與仿真，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：395057