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基于小波技术的曲面品质优化的探讨振动磨

2022-11-24 21:25:47  员工五金网

基于小波技术的曲面品质优化的探讨

基于小波技术的曲面品质优化的探讨 2012 下面介绍小波技术在处理曲面光顺方面所具备的技术优势以及技术处理方法。3小波技术在曲面光顺应用的技术特点 在目前的CAD/CAM系统中,构造B样条参数曲线曲面的最重要的方法是对给定的型值点进行插值或拟合。因此,从曲线的生成方式可得曲线曲面的不光顺原因主要有以下几种情况: 1)型值点的空间排列是合理、光顺的,但由于参数化不合理面导致所生成的曲线、曲面不光顺; 2)型值点的空间排列是合理的、光顺的,但由于曲线曲面的生成方式或所采用的曲线曲面表达形式不合理,最终导致曲线曲面的不光顺; 3)在对大量数据点进行曲线曲面插值或拟合时,会生成有大量控制顶点表示的曲线曲面,由于这些冗余的控制顶点存在,导致了所生成的曲线曲面不光顺; 4)型值点的空间排列本身不合理、不光顺,面导致插值或拟合于型值点的曲线、曲面不光顺。 在得知曲线曲面不光顺的原因后,可从这四个方面着于研究B样条曲线曲面的光顺处理方法。与传统的光顺方法相比,小波光顺法具有如下特点: 1)可借通过丢弃高频部分保留低频部分以达到曲线曲面光顺的目的: 2)光顺后的曲线曲面能够很好地保持原曲线曲面的整体形状: 3)一般来说,在光顺的同时能够减少控制顶点,即具有数据压缩作用: 4)对由大量控制顶点定义的曲线曲面,能够有效地进行光顺处理: 5)算法容易实现,运行效率高。 由前面的论述可知,反求工程所处理的数据主要是离散数据,而小波变换对离散数据的处理有一定的优势,因此把小波技术用于反求工程是必然的。 自由曲线、曲面的编辑和光顺也是反求工程的重要方面。由测量数据反求得到的自由曲线、曲面往往不满足光顺性要求。已有的曲线、曲面光顺方法多是基于几何、物理或者美学的准则进行的,没有从信号处理的角度山发来考虑问题,实际上曲线、曲面也可以看作是一种几何信号,利用小波分解对其进行处理。如果把曲线、曲面上引起不光顺的成分看作高频噪声,对曲线、曲面基于小波分解,通过去除曲线、曲面上的高频成分就可以实现曲线、曲面的光顺。4小波局部光顺方法 在CAD/CAM领域,B样条方法已经得到广泛的应用,关于B样条曲线光顺也宵很多人开展了研究。对于曲线光顺的评价方法,一般可以分为两类:局部光顺法和整体光顺法。在曲线的整体光顺方法中,常用的能量法是在给定容差s条件下,使曲面应变能函数E最小,从面实现曲面光顺:面曲线光顺的最小二乘法以样条的剪力跃度的平方和作为目标函数,最小化这个目标函数实现光顺。 与以上这些方法不同,小波方法通过小波分解丢弃曲线上的细节部分(信号的高频部分)实现光顺。用小波分解实现曲线的光顺实质上是用一条曲线对原始曲线的最小二乘逼近。由于B样条小波具有局部特性和微分件的优势,可以对整条曲线的每一个局部实现光顺,因此该方法十分适合将小波用于曲线光顺。首先需要用(2”+3)个控制顶点定义的准均匀B样条曲线去逼近原曲线,然后再利用插值样条小波分解丢弃细节部分实现光顺,是一种整体光顺的方法,对于只希望对曲线上某一个局部进行光顺的情形并不适用。

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