基于B样条的水泵复杂特性曲线拟合方法

为适应水泵复杂特性曲线中存在大挠度和非等距测点的情况，探索了基于三次均匀B样条的曲线拟合方法。通过局部预测的方法引入新的型值点以克服曲线尖点拟合的困难。根据离散数据点连线的几何形状进行分段，基于最小二乘法分步优化节点的横坐标和纵坐标，得到了最优逼近的B样条拟合曲线。通过实例计算表明，该方法可以高精度地将全区域范围的水泵试验数据拟合成光滑的特性曲线，并能够消除因试验随机误差所引起的曲线扰动。     

机械臂三次样条路径规划系数递推算法

针对机械臂三次样条路径规划涉及高阶矩阵求逆,因而算法复杂、响应速度慢的问题,提出一种不需要求逆矩阵运算的三次样条系数的递推算法,递推算法的初始值由递推公式表示的边界条件获得.按照三次样条的3种不同的边界条件,分别给出了递推算法初始值的确定方法和递推公式.仿真结果表明,改进的算法不仅运算简单,而且可以获得理想的三次样条系数.     

一维管道Webster方程数值解法及适用范围

为了研究一维管道Webster方程的适用范围,介绍了采用有限差分策略和通过求解线性方程组获得一维Webster方程数值解的方法。通过比较直管、圆锥管道、指数型管道和悬链线管道的数值解和解析解,分析了该数值方法的求解精度。同时,在三维LMS Virtual Lab有限元分析软件平台上,对圆锥管道、指数管道、悬链线管道等三种典型喇叭管道中的声波进行了三维仿真分析。通过比较其基于一维Webster方程的解析解和三维仿真解,讨论了它们基于一维Webster方程的解析解的适用范围。最后,应用三次样条插值方法,设计了一种样条曲线管道,其入口端和出口端的声波更接近平面波。与三种典型喇叭管道相比,采用一维Webster方程数值解能更准确地预测其三维实际管道传声问题。     

基于样条曲线的水泵叶片流线控制方法

针对传统的水泵CAD软件在绘制和调控展开流线时很大程度上依靠经验的判断,提出了用单段和多段三次样条曲线来模拟展开流线,以及约束调控样条曲线的数学模型。对多段三次样条曲线模拟展开流线给出了非常具体的绘图及调控方法,具有较强的工程实用价值。     

一般曲线轮廓的双圆弧逼近及数控加工的刀具半径补偿

对于具有一般曲线形状的平面零件的加工，可测量其有限个离散节点的坐标值，用三次样条拟合后再变换成数控机床可接收的加工格式。作者提出了适合于进行刀具半径补偿的三次样条的加工方法和对应算法。     

基于BP神经网络的车身钣金件冲压成形回弹预测

选择车身碰撞盒冲压成形中的压边力、板料厚度、板料初始尺寸和润滑条件作为试验参数进行了冲压成形数值模拟试验与生产试验，并测取了三维空间各点的回弹值；在数值模拟与生产试验的基础上，建立了基于BP神经网络的回弹预测模型，并应用该模型对压边力、板料厚度、润滑条件综合影响下碰撞盒法兰边的回弹进行了模拟和预测，结果表明采用双隐层的4层BP神经网络结构模型能够很好地预测碰撞盒法兰边回弹的大小、回弹的分布和回弹的变化趋势。     

喷灌均匀系数的三次样条两次插值计算方法

为提高喷灌水量分布均匀性评价的准确性,当雨量筒径向布置时,为考虑所有测点数据对插值点降水深的影响,采用径向和周向两次的三次样条插值计算出未知点的降水深,从而计算喷灌均匀系数.以美国雨鸟30PSH型喷头雨量筒间隔为1 m和2 m的喷洒试验数据,计算网格点取1 m和0.25 m,分别采用三次1羊条两次插值法和邻近四点距离线性插值法计算了克里斯琴森均匀系数.结果表明,均匀系数由高至低的顺序依次为采样间隔为2 m的线性插值、采样间隔为2 m的三次样条两次插值、采样间隔为1 m的线性插值和采样间隔为1 m的三次样条两次插值.采样间隔2 m比1 m计算出的均匀系数总体高3～4个百分点,三次样条两次插值法比邻近点距离线性插值法略低1个百分点,2种计算网格点间距下的均匀系数差值小于1个百分点.结果证明,采样间距、插值方法、计算网格间距对均匀系数的影响依次降低,三次样条两次插值法可以用来评价喷灌组合均匀系数.     

基于改进三次B样条曲线的奶牛点云缺失区域修复方法

奶牛三维点云包含的尺寸和体型等信息对奶牛体型评价、尺寸测量和健康评定等具有重要意义。在奶牛活动场和挤奶间栏杆通道获取奶牛点云时,由于栏杆遮挡导致获取的点云缺失区域较大,严重影响奶牛三维建模精度。为了修复缺失的大区域点云,提出一种基于三次B样条曲线的奶牛点云缺失区域修复方法。该方法先对Kinect v2传感器获取的奶牛点云进行预处理,去除周围环境背景,然后沿点云坐标系x轴方向对提取的奶牛点云进行切片投影处理,对每个切片点列中间距较大的相邻点进行补点,再用三次B样条曲线进行拟合。在试验分析补点操作中参数h和L较优取值的基础上,对45头荷斯坦奶牛共225帧点云进行修复试验。结果表明,所提方法比三次B样条方法修复得到的点云均匀性和逼近性能更好,平均帧逼近误差降低了26.7%,为大面积点云缺失修复提供了有效方法。     

连杆类锻件成形分析的三维网格生成方法

采用双三次均匀Ｂ样条曲面方法，研究了连杆类锻件模过程有限元分析的三维网格自动生成，提出了一种基于参数曲面事的三维网格自动生成方法，研究结果表明，该方法可以同锻件边界曲面几何描述相结合，简便易行，可实现三维网格的自动剖分。     

样条权函数神经网络在机械手逆运动学中的应用

针对传统神经网络算法中存在的缺陷,提出了一种样条权函数神经网络,并将其应用于机械手的逆运动学求解中。该类型的神经网络结构简单,训练得到的权值是由三次样条函数组成,而非传统神经网络的常数,通过求解线性方程组得到三次样条函数的表达式。所以本算法不存在局部极小、收敛慢等缺点,仿真证明该算法具有较高的精度。     

密闭空间药雾质量浓度分布试验

运用改进后的大气采样器对棚室内距地面1.5 m高水平面上不同位置采样,将采样后得到的药雾质量浓度采用三次样条函数插值法建立药雾质量浓度分布曲面.对分布曲面分析表明:沿棚室长度方向上,喷头前方10～12 m区间中药雾质量浓度最大,烟雾机作业的有效区域为喷头后方10 m、前方32 m,共42 m;宽度方向上,药雾质量浓度中间低,两侧高.     

联合收割机半轴方花键冷挤压工艺的应用研究

以联合收割机半轴方花键为例,研究了方花键冷挤压工艺及影响成形的主要因素,并应用上限法分析了金属流动规律及挤压力。结果表明,应用上限法计算挤压力,为模具设计提供了理论依据,整体凹模冷挤压方花键可满足花键产品的设计要求。     

顶置凸轮轴气门机构的分析与综合

以顶置凸轮轴（摇臂驱动气门）气门机构为研究对象,通过对升程曲线进行“预光顺”和“精光顺”,进行了运动学和动力学计算,并开发出相应的软件,为顶置凸轮轴气门机构的设计提供依据。运动学计算是在已知凸轮对平底移动式从动件的运动规律的条件下,计算出气门的位移,并采用三次样条插值法计算出其速度及加速度;动力学计算是把机构简化成单自由度模型,在考虑气门间隙及传动机构变形的影响下,采用龙格－库塔法计算出气门的实际运动规律。     

基于三次样条插值的农机作业面积计算

受地块不规则影响,农机作业轨迹多样,作业面积计算的难度也随之增加。有效准确地计算农机作业面积,是农机作业监管和效率评估的主要依据。通过对地块和轨迹分析,提出了利用三次样条插值算法生成农机作业轨迹线,穿过所有轨迹点的同时,保证轨迹线平滑。将所有作业轨迹线累加,结合作业幅宽可计算作业面积。该方法不仅减少了折线方法在拐角处计算不合理产生的误差,也解决了其他方法在弧形地块行驶过程中小弧度转向轨迹线不平滑的问题。该方法计算作业面积在弧形轨迹中准确率高于传统折线计算等方法。      

基于参数曲线的虚拟植物形态控制方

提出一种利用L系统建立植物拓扑结构原型,利用规则曲线、三次样条曲线、B样条曲线对植物参数进行控制的虚拟植物形态控制方法,以达到直观虚拟植物控制形态的目的.重点分析了参数曲线与植物参数的关系,建立了植物长度类参数、角度类参数、颜色类参数与参数曲线的关联模型.试验表明,该方法简单直观,生成的图形真实感强,适用于虚拟植物的模拟研究.     

基于特征融合的果园非结构化道路识别方法

针对果园道路无明显边界且道路边缘存在阴影、土壤和沙石干扰等问题，提出一种基于特征融合的果园非结构化道路识别方法。通过相机标定获取畸变参数对采集到的图像进行畸变矫正，并提出一种基于滤波与梯度统计相结合的动态感兴趣区域(ROI)提取方法对HSV颜色空间S分量进行ROI选取，采用最大值法将颜色特征与S分量多方向纹理特征掩膜相融合并进行二值化与降噪处理。根据道路边缘突变特征寻找特征点，并提出一种基于距离与位置双重约束的两级伪特征点剔除方法。为更好贴合非结构化道路不规则边缘，引入分段三次样条插值法拟合道路边缘，以此实现道路识别。试验结果表明，在晴天、阴天、顺光、逆光、冬季晴天和雨雪天气6种工况条件下，S分量、纹理图像和融合图像的平均纵向偏差均值分别为2.43、39.71、1.36像素，平均偏差率均值分别为0.99%、18.02%和0.54%,相较于S分量与纹理图像而言，使用本文方法构建的融合图像其平均纵向偏差与平均偏差率均得到有效减少。最小二乘法、随机采样一致性法(RANSAC)与分段三次样条插值法拟合边缘的平均偏差均值分别为2.64、3.16、0.66像素，平均偏差率均值分别为1.02%、1....     

渐开线花键轴冷滚轧工艺试验

根据啮合原理,运用等升距螺旋面的形成理论设计了滚轧轮理论廓形,采用试验计算法对滚轧轮的理论廓形进行修正;对滚轧轮的材料选择、热处理工艺进行了输入的研究,根据修正后的滚轧轮廓形制造出滚轧轮;进行了渐开线花键轴冷滚轧工艺等方面的研究,设计了冷滚轧渐开线花键轴的数控程序,进行了实际零件加工试验。结果证明:这套从滚轧轮设计、材料选择、制造到渐开线花键轴加工工艺设计理论的正确性。为自主设计制造冷滚轧滚轧轮提供了可行的方案,为冷滚轧渐开线花键轴提供了加工工艺规范。     

矩形花键滚刀齿形曲线的优化设计

提出了用优化设计方法模拟花键滚刀齿形曲线的计算模型,以齿形误差最小为目标函工保证了两段圆弧光滑连接,给出了５个设计实例,计算结果表明：与其他方法相比,本模型的设计精度最高。     

Estimating seasonal evapotranspiration from temporal satellite images

Estimating seasonal evapotranspiration (ET) has many applications in water resources planning and management, including hydrological and ecological modeling. Availability of satellite remote sensing images is limited due to repeat cycle of satellite or cloud cover. This study was conducted to determine the suitability of different methods namely cubic spline, fixed, and linear for estimating seasonal ET from temporal remotely sensed images. Mapping Evapotranspiration at high Resolution with Internalized Calibration (METRIC) model in conjunction with the wet METRIC (wMETRIC), a modified version of the METRIC model, was used to estimate ET on the days of satellite overpass using eight Landsat images during the 2001 crop growing season in Midwest USA. The model-estimated daily ET was in good agreement (R ²?=?0.91) with the eddy covariance tower-measured daily ET. The standard error of daily ET was 0.6?mm (20%) at three validation sites in Nebraska, USA. There was no statistically significant difference (P?>?0.05) among the cubic spline, fixed, and linear methods for computing seasonal (July–December) ET from temporal ET estimates. Overall, the cubic spline resulted in the lowest standard error of 6?mm (1.67%) for seasonal ET. However, further testing of this method for multiple years is necessary to determine its suitability.     

Zigbee温室监控数据的预测值插值处理

在Zigbee温室监控系统中,反馈数据较长的离散和延迟造成温室系统的温度等闭环控制的稳定性与稳态性能很差。为此,有最近的温室监控数据序列通过递推灰色预测算法计算出未来采样时刻的数据序列,然后将预测序列进行3次样条插值,得到光滑连续的样条插值函数,通过插值函数计算出温室监控数据连续的瞬时估计值,并反馈到控制器。预测插值反馈控制解决了反馈数据离散滞后问题,提高了Zigbee温室监控系统的控制稳定性和精确性,在很大程度上解决了困扰温室Zigbee无线监控网的电源瓶颈问题。