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一种实时前瞻的自适应NURBS插补算法 被引量:20
1
作者 杜道山 燕存良 李从心 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期843-847,共5页
在考虑速度稳定性和加工误差精度的基础上,设计了一个非均匀有理B样条曲线(Non-Uniform Rational B-Spline,NURBS)的实时自适应插补系统.开发的插补系统能够在大部分的插补过程中保持进给速度稳定,并且根据曲线的形状,自适应地调整进给... 在考虑速度稳定性和加工误差精度的基础上,设计了一个非均匀有理B样条曲线(Non-Uniform Rational B-Spline,NURBS)的实时自适应插补系统.开发的插补系统能够在大部分的插补过程中保持进给速度稳定,并且根据曲线的形状,自适应地调整进给速度,通过一个实时的前瞻加减速处理模块,在速度变化敏感区对加减速进行处理,同时满足了机床加减速能力的要求.通过NURBS曲线插补仿真计算的例子,显示了开发的实时自适应插补系统能够满足高速高精度插补的要求,验证了所设计的实时前瞻自适应NURBS插补算法的可行性. 展开更多
关键词 非均匀有理B样条 自适应插补器 数控系统
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圆弧曲线的三次NURBS表示 被引量:23
2
作者 秦开怀 关右江 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 1995年第2期146-150,共5页
本文首次提出三次NURBS曲线精确地表示圆弧的充要条件,解决了两方面的问题:一是已知三次NURBS曲线,如何判断它是否是圆弧;二是已知一圆弧曲线,怎样用三次NURBS曲线精确地表示.给出了圆弧曲线的三次NURBS表示... 本文首次提出三次NURBS曲线精确地表示圆弧的充要条件,解决了两方面的问题:一是已知三次NURBS曲线,如何判断它是否是圆弧;二是已知一圆弧曲线,怎样用三次NURBS曲线精确地表示.给出了圆弧曲线的三次NURBS表示的几何构造算法.均匀有理B样条曲线和有理Bezier曲线精确地表示圆弧曲线的充要条件可作为NURBS曲线的特殊情形得到.这些研究结果为NURBS应用于CAGD,CAD/CAM提供了一个有用的工具. 展开更多
关键词 CAD 圆弧曲线 nurbs曲线 样条曲线
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NURBS直接插补技术中快速求值求导算法 被引量:6
3
作者 王国勋 舒启林 +1 位作者 王军 王宛山 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1021-1024,共4页
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... 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. 展开更多
关键词 非均匀有理B样条 递推矩阵 插补 快速算法
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面向五轴加工的双NURBS曲线插补算法 被引量:17
4
作者 姚哲 冯景春 王宇晗 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期235-238,244,共5页
采用双NURBS曲线进行五轴联动直接插补来基本消除非线性误差的方法,给出以双NURBS曲线模型进行恒定进给速度插补的算法.将该算法与传统的线性插补方法产生的非线性误差进行了仿真分析,结果表明,该算法能有效控制非线性误差,使五轴数控... 采用双NURBS曲线进行五轴联动直接插补来基本消除非线性误差的方法,给出以双NURBS曲线模型进行恒定进给速度插补的算法.将该算法与传统的线性插补方法产生的非线性误差进行了仿真分析,结果表明,该算法能有效控制非线性误差,使五轴数控系统具有高速复杂轨迹运动控制能力. 展开更多
关键词 数控加工 五轴加工 插补算法 非均匀有理B样条 非线性误差
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NURBS曲线曲面重构的方法 被引量:8
5
作者 韩庆瑶 赵保亚 +1 位作者 谭建鑫 李巧红 《机械设计与制造》 北大核心 2006年第3期137-139,共3页
CAD/CAM中用有理多项式函数表示曲面越来越广泛。由于非均匀有理B样条(NURBS)可以精确表示解析形状和自由曲线曲面,国际标准组织(ISO)与1991年把NURBS作为表示工业产品几何形状的工业标准。这里主要讨论了NURBS曲线曲面重构的方法。
关键词 曲面重构 非均匀有理B样条 方法
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NURBS曲面生成及拼接 被引量:8
6
作者 刘安伟 肖永明 刘慎权 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 1992年第2期29-33,共5页
本文简单回顾了NURBS的发展过程。结合NURBS的性质和特点,介绍了我们以NURBS为数学模型开发的曲线、曲面生成系统SOGCAS,并对两片NURBS曲面之间的拼接做了较详细的论述。
关键词 nurbs曲面 CAD CAM
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平面NURBS曲线及其Offset的双圆弧逼近 被引量:13
7
作者 汪国平 孙家广 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第10期1368-1374,共7页
除直线、圆弧、速端曲线等少数几种曲线外 ,平面参数曲线的 offset曲线通常不能表示成有理参数形式 ,因此在实际应用中 ,为了方便造型系统中数据结构和几何算法的统一表示 ,offset曲线通常用低次曲线逼近来表示 .通过用双圆弧逼近表示 N... 除直线、圆弧、速端曲线等少数几种曲线外 ,平面参数曲线的 offset曲线通常不能表示成有理参数形式 ,因此在实际应用中 ,为了方便造型系统中数据结构和几何算法的统一表示 ,offset曲线通常用低次曲线逼近来表示 .通过用双圆弧逼近表示 NURBS( non- uniform rational B- spline)曲线及其 offset,并利用双圆弧逼近的特有性质 ,把 offset的双圆弧逼近转化为原曲线的双圆弧逼近 ,简化了问题的求解 .同时考虑了双圆弧逼近算法中分割点的选取、公切点的确定以及误差估计等主要问题 .具体算法在自主开发的 Gems5.0中实现 .经实例表明 ,算法稳定。 展开更多
关键词 nurbs曲线 OFFSET 双圆弧逼近 CAD 工业设计
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基于NURBS离心式压气机参数化造型设计及气动优化 被引量:2
8
作者 李磊 李元生 +2 位作者 敖良波 王新军 岳珠峰 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期82-85,共4页
基于特征造型技术进行含扩压器离心式压气机参数化造型方法的研究。将叶轮分解为叶片和轮盘两个特征,径流式叶片型线采用非均匀有理B样条表达,直纹面实现叶身成型;扩压器叶片型线利用具有三阶导数连续的五次多项式法构造,以叶根型线草... 基于特征造型技术进行含扩压器离心式压气机参数化造型方法的研究。将叶轮分解为叶片和轮盘两个特征,径流式叶片型线采用非均匀有理B样条表达,直纹面实现叶身成型;扩压器叶片型线利用具有三阶导数连续的五次多项式法构造,以叶根型线草图拉伸生成扩压器叶片实体模型。在CAD(computer aided design)软件二次开发基础上实现离心式压气机模型自动创建,以径流式叶片控制点周向转角和扩压器安装角为设计变量,利用全局和局部优化算法组合寻优,实现离心式压气机气动优化,改善压气机气动性能。结果显示优化后径流式的叶型呈现明显的倾斜特征。 展开更多
关键词 离心式压气机 扩压器 参数化造型 非均匀有理B样条 气动优化
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基于ARM-FPGA的NURBS插补嵌入式平台研究 被引量:4
9
作者 聂明星 蒋新华 +2 位作者 李光炀 陈兴武 朱娜思 《计算机工程与应用》 CSCD 2014年第6期261-264,270,共5页
针对非均匀有理B样条(Non-Uniform Rational B-Spline,NURBS)曲线高速高精加工过程中计算负载高的问题,提出基于ARM-FPGA嵌入式技术的NURBS曲线插补硬件平台,对硬件平台结构进行了设计,利用读写下降沿同步信号解决ARM与FPGA跨时钟域总... 针对非均匀有理B样条(Non-Uniform Rational B-Spline,NURBS)曲线高速高精加工过程中计算负载高的问题,提出基于ARM-FPGA嵌入式技术的NURBS曲线插补硬件平台,对硬件平台结构进行了设计,利用读写下降沿同步信号解决ARM与FPGA跨时钟域总线传输问题,自主开发了ARM-FPGA嵌入式硬件平台。该平台结构具有小型化、智能化特点,在硬件平台上经实际测试表明,ARM与FPGA之间数据传输稳定可靠,能有效降低单一处理器的计算负载。 展开更多
关键词 非均匀有理B样条(nurbs) 插补器 嵌入式微处理器-现场可编程逻辑阵列(ARM-FPGA) 计算负载
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一种参数化可调的NURBS曲面G^2光滑拼接算法 被引量:5
10
作者 陆亚文 李际军 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2011年第15期168-170,共3页
提出一种用于NURBS曲面G2光滑拼接算法。在创建拼接曲面时,采用"参数可调"的思想,用拼接函数和指重参数先统一两基曲面的参数,计算出拼接曲面上的插值点,并以这些插值点为参考点根据G2连续的几何性质对拼接曲面的内部控制点... 提出一种用于NURBS曲面G2光滑拼接算法。在创建拼接曲面时,采用"参数可调"的思想,用拼接函数和指重参数先统一两基曲面的参数,计算出拼接曲面上的插值点,并以这些插值点为参考点根据G2连续的几何性质对拼接曲面的内部控制点进行修正。此算法适用于各类曲面的拼接,通过调整平衡因子和指重参数可以得到在满足G2连续的前提下各种曲率的拼接曲面,简化曲面拼接的计算过程。 展开更多
关键词 曲面拼接 非均匀有理B样条 参数
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NURBS曲线在快速原型制造系统中的应用 被引量:2
11
作者 庄海军 周儒荣 +2 位作者 唐杰 张丽艳 周来水 《机械科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2002年第6期1001-1003,共3页
大多数快速原型制造系统采用 STL 文件作为与 CAD系统之间的数据交换接口。但是 ,STL 文件是通过用一系列的三角片逼近实际零件表面而产生的 ,STL 文件本身及其创建过程均存在许多问题。要提高模型的精度 ,就必须增加三角片的数量 ,同... 大多数快速原型制造系统采用 STL 文件作为与 CAD系统之间的数据交换接口。但是 ,STL 文件是通过用一系列的三角片逼近实际零件表面而产生的 ,STL 文件本身及其创建过程均存在许多问题。要提高模型的精度 ,就必须增加三角片的数量 ,同时减小三角片的尺寸。这必然造成 STL 文件庞大 ,后续处理时间较长 ,而且易产生缺陷 ,使后续处理不能进行。针对上述问题 ,本文分析了 STL文件的不足 ,提出一种 CAD系统与 RPM系统之间新的数据交换方法。该方法对 CAD系统中的真实模型直接切片 ,将切片后所得到的轮廓数据作为 CAD系统与快速原型制造系统之间的数据交换接口。该切片算法已在“超人 2 0 0 0 CAD/ CAM”系统中实现 。 展开更多
关键词 nurbs曲线 快速原型制造系统 STL文件 CAD
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改进的NURBS曲线预估校正插补方法 被引量:2
12
作者 聂明星 蒋新华 陈兴武 《计算机工程与应用》 CSCD 2012年第21期1-4,共4页
现行的NURBS曲线参数预估校正插补方法不能预估最开始的两个参数,而且不能控制预估参数迭代修正的次数。提出改进的NURBS预估校正插补方法,该方法预估插补点参数,根据最大进给步长约束、轮廓误差约束以及法向加速度约束,判定预估参数与... 现行的NURBS曲线参数预估校正插补方法不能预估最开始的两个参数,而且不能控制预估参数迭代修正的次数。提出改进的NURBS预估校正插补方法,该方法预估插补点参数,根据最大进给步长约束、轮廓误差约束以及法向加速度约束,判定预估参数与实际参数的误差,当误差在允许范围内,则对参数步长增量进行调整,否则进行迭代修正。仿真实验结果表明,新方法通过对参数步长增量的调整,使得预估参数更加接近实际参数,较现有方法有效减少了参数迭代修正的次数,利于实时插补的实现。 展开更多
关键词 非均匀有理B样条曲线(nurbs) 预估校正 轮廓误差 步长增量
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基于能量优化的NURBS曲面几何特征修改 被引量:3
13
作者 柳晓燕 冯锋 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2008年第26期41-44,共4页
NURBS作为曲面造型技术中的重要方法之一,在计算机辅助几何设计和计算机图形学领域中有着广泛的应用。针对NURBS曲面的几何特征修改,提出了基于能量优化的修改方法。通过对NURBS曲面的控制顶点进行扰动,以曲面的应力能改变为目标函数并... NURBS作为曲面造型技术中的重要方法之一,在计算机辅助几何设计和计算机图形学领域中有着广泛的应用。针对NURBS曲面的几何特征修改,提出了基于能量优化的修改方法。通过对NURBS曲面的控制顶点进行扰动,以曲面的应力能改变为目标函数并使之最小化,实现了NURBS曲面上给定多个点处的位置、一阶偏导矢、二阶偏导矢和法矢等几何特征的修改。数值实例表明该方法用于微调时,可实现对曲面局部形状的多种修改效果,便于交互设计。 展开更多
关键词 非统一有理B样条曲面 能量优化 几何特征 形状修改
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应用NURBS-UTD方法分析受扰方向图 被引量:1
14
作者 王楠 袁浩波 梁昌洪 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1323-1327,共5页
本文研究基于任意曲面建模的UTD方法,引入NURBS曲面建模技术对电大尺寸目标建模,给出了NURBS-UTD方法中反射射线场以及表面绕射射线场的数值求解方法.与曲面有关的具体参数,根据微分几何的基本原理结合参数曲面定义使用各种数值方法进... 本文研究基于任意曲面建模的UTD方法,引入NURBS曲面建模技术对电大尺寸目标建模,给出了NURBS-UTD方法中反射射线场以及表面绕射射线场的数值求解方法.与曲面有关的具体参数,根据微分几何的基本原理结合参数曲面定义使用各种数值方法进行处理,对线积分使用定义展开.针对实际当中任意几何造型的电大尺寸平台的电磁特性分析,本文方法不仅能够处理初等解析曲面,也能够处理任意弯曲的曲面模型,并且不需要消耗大量计算资源又提高了建模精度,文中给出实例进行说明. 展开更多
关键词 nurbs UTD 射线场 方向图
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平面超椭圆曲线的二次NURBS逼近 被引量:1
15
作者 张湘玉 刘浩 廖文和 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期560-564,共5页
基于超椭圆曲线的基本性质、方程及其图形表示,研究了超椭圆曲线指数s和欲逼近的二次NURBS曲线权重系数w之间的对应关系,给出了超椭圆曲线的一种高精确的二次NURBS逼近方法,避免了因超椭圆曲线取点误差而可能产生的对生成曲面的影响,也... 基于超椭圆曲线的基本性质、方程及其图形表示,研究了超椭圆曲线指数s和欲逼近的二次NURBS曲线权重系数w之间的对应关系,给出了超椭圆曲线的一种高精确的二次NURBS逼近方法,避免了因超椭圆曲线取点误差而可能产生的对生成曲面的影响,也大大缩减了计算量。文中给出了超椭圆曲线的二次NURBS逼近效果图,探讨了将此方法用于飞机机身曲面外形设计的相关步骤。 展开更多
关键词 超椭圆 逼近 nurbs 平面
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心血管三维表面的NURBS重建方法 被引量:1
16
作者 丁茹 黄家祥 郑桐 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2009年第20期240-242,共3页
针对心血管三维表面重建的问题,采用NURBS(非均匀有理B样条)重构三维血管表面,研究了NURBS曲面的拟合算法和利用"权值"修改NURBS曲面的方法,并运用OpenGL技术实现了三维血管的虚拟显示。利用临床冠状动脉造影图像进行心血管... 针对心血管三维表面重建的问题,采用NURBS(非均匀有理B样条)重构三维血管表面,研究了NURBS曲面的拟合算法和利用"权值"修改NURBS曲面的方法,并运用OpenGL技术实现了三维血管的虚拟显示。利用临床冠状动脉造影图像进行心血管三维重建实验,结果表明该重建方法比传统方法在重建精度和光顺性上都有明显的改善。 展开更多
关键词 三维表面重建 非均匀有理B样条 曲面拟合 心血管
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一种改进的NURBS曲线插补算法 被引量:1
17
作者 聂明星 蒋新华 陈兴武 《计算机工程与应用》 CSCD 2012年第30期14-18,共5页
针对NURBS曲线曲率变化过快或出现曲率不连续点会导致插补进给速率变化过快,超出机床的加减速能力。提出一种利用NURBS曲线曲率特征的改进插补算法。该算法根据NURBS曲线曲率的变化情况将曲线分成曲率平缓段和曲率突变段,在前瞻过程中... 针对NURBS曲线曲率变化过快或出现曲率不连续点会导致插补进给速率变化过快,超出机床的加减速能力。提出一种利用NURBS曲线曲率特征的改进插补算法。该算法根据NURBS曲线曲率的变化情况将曲线分成曲率平缓段和曲率突变段,在前瞻过程中扫描出曲率突变段,获得该段的起始点、终止点及最低速率点等信息,采用梯形加减速方法对该段进行速度规划,以满足机床动态特性,实现在曲率平缓段以指令速度插补,在曲率突变段以规划速度平滑插补。仿真实验结果表明,在保证加工精度的前提下,该增强算法以较高效率实现了曲率突变段的平滑插补。 展开更多
关键词 非均匀有理B样条曲线(nurbs) 曲率突变段 梯形加减速 平滑插补
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基于NURBS的船舶型线设计程序EHULL 被引量:8
18
作者 赵成璧 邹早建 《武汉造船》 2001年第1期28-31,共4页
以非均匀有理B样条NURBS为基础 ,通过交互式手段实现船舶型线的三维动态设计和实体造型 ,程序具有升阶、分割、节点插入、节点去除等功能 ,可以计算曲面的高斯曲率、获得各种剖面的形状和线型图、肋骨型线图 ;可生成各种二次曲面、计算... 以非均匀有理B样条NURBS为基础 ,通过交互式手段实现船舶型线的三维动态设计和实体造型 ,程序具有升阶、分割、节点插入、节点去除等功能 ,可以计算曲面的高斯曲率、获得各种剖面的形状和线型图、肋骨型线图 ;可生成各种二次曲面、计算船舶静水力。 展开更多
关键词 非均匀有理B样条 船舶型线 曲率 设计程序 EHULL nurbs
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基于NURBS插补的线切割开放式数控系统研究 被引量:1
19
作者 吕小艳 戚得众 《机床与液压》 北大核心 2020年第17期113-116,121,共5页
根据电火花线切割与数控加工的特点,设计并开发了一种开放式电火花线切割数控系统,使得开放式体系结构控制(OAC)能够应用于电火花线切割。电火花线切割机床与数控铣床在进给运动方面相似,但在控制策略上存在差异。为了解决OAC与电火花... 根据电火花线切割与数控加工的特点,设计并开发了一种开放式电火花线切割数控系统,使得开放式体系结构控制(OAC)能够应用于电火花线切割。电火花线切割机床与数控铣床在进给运动方面相似,但在控制策略上存在差异。为了解决OAC与电火花线切割之间的不兼容问题,提出了一种由同步内核和数控功能模块组成的电火花线切割开放式数控模型;设计了一种精确的非均匀有理B样条插值函数,将其应用于现有的商业电火花线切割系统中,并在该系统中加入一个非均匀有理B样条插值器,进行了系统功能的集成测试。试验结果验证了上述方法的有效性。 展开更多
关键词 电火花线切割 nurbs 开放式结构控制 线切割数控机床
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CNC系统中NURBS曲线插补及相关算法研究
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作者 陈良骥 刘元朋 王永章 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2009年第34期219-221,224,共4页
为提高计算机数字控制(CNC)系统的轮廓控制精度,需解决系统控制软件样条直接输出的问题。基于Taylor公式得到了非均匀有理B样条(NURBS)曲线上两个相邻插补点参数间的递推关系。对于NURBS曲线插补过程中需要频繁计算的B样条基函数及其任... 为提高计算机数字控制(CNC)系统的轮廓控制精度,需解决系统控制软件样条直接输出的问题。基于Taylor公式得到了非均匀有理B样条(NURBS)曲线上两个相邻插补点参数间的递推关系。对于NURBS曲线插补过程中需要频繁计算的B样条基函数及其任意阶导数提出了一种分块矩阵连乘积形式的统一计算方法。应用数值计算方法解决了插补过程中曲线长度等的相关计算问题。实例运算表明所提出的方法可以应用到实际CNC系统中。 展开更多
关键词 计算机数控 非均匀有理B样条 插补 基函数
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