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适于高速加工的五次参数样条曲线插补及其速度生成算法的研究 被引量:4
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作者 郑金兴 张铭钧 孟庆鑫 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期795-801,共7页
为适应高速高精加工,针对传统插补算法和速度控制方式在进给过程中存在柔性冲击的问题,提出了一种五次参数样条曲线插补方法及其速度生成算法.该算法采用二阶连续可导的五次样条和近弧长样条参数提高了进给运动的连续性;速度控制算法保... 为适应高速高精加工,针对传统插补算法和速度控制方式在进给过程中存在柔性冲击的问题,提出了一种五次参数样条曲线插补方法及其速度生成算法.该算法采用二阶连续可导的五次样条和近弧长样条参数提高了进给运动的连续性;速度控制算法保证机床在高速运行过程中加加速度(加速度的变化率)的二次连续、加速度、速度和位移与时间关系的高阶连续变化,并且保证在各自的约束范围内,从而使机床的运动平稳,避免产生大的冲击和振动,同时有利于提高加工质量,减少加工时间.通过仿真验证,表明了这种算法能有效地保证高速加工机床运行过程中进给速度的连续性和运动轮廓的平滑性. 展开更多
关键词 五次样条插补 二阶连续加加速度 插补算法 高速加工
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基于元启发式优化的机器人智能体无碰撞轨迹规划
2
作者 谢宗武 马博宇 +3 位作者 孙万东 杨晓航 姬一明 谢光虎 《载人航天》 CSCD 北大核心 2024年第4期510-515,共6页
针对机器人智能体在复杂三维环境中的安全运动,提出一种基于元启发式优化的无碰撞轨迹规划方案。轨迹点采用五次样条插值,以确保运动轨迹足够平滑,且起始点和目标点的速度与加速度均为零。以轨迹长度最短为优化目标,将轨迹与障碍物的最... 针对机器人智能体在复杂三维环境中的安全运动,提出一种基于元启发式优化的无碰撞轨迹规划方案。轨迹点采用五次样条插值,以确保运动轨迹足够平滑,且起始点和目标点的速度与加速度均为零。以轨迹长度最短为优化目标,将轨迹与障碍物的最近距离限制在约束条件中,从而表述为一个优化问题,并采用基于元启发式的灰狼算法进行求解。随后,在复杂的三维地形中对该方案开展2个模拟仿真。结果表明:该方案能够有效地在规划空间内求解出预定数目的最优轨迹插值点,通过五次样条插值形成的轨迹长度达到最短,且不与障碍物发生任何碰撞。 展开更多
关键词 机器人智能体 轨迹规划 无碰撞 五次样条插值 灰狼算法 元启发式
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六轴机器臂搬运过程轨迹规划与仿真研究 被引量:2
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作者 罗恩泽 《机械》 2023年第1期74-80,共7页
针对机械臂搬运过程中的模拟仿真需求,提出基于搬运机械臂姿态的解析方法和末端定位方案,并基于逆运动学分析,给出一套轨迹生成方案。首先运用D-H法分析机械臂结构参数确定轴间坐标关系,建立运动学模型,通过解析法确定末端位置和机械臂... 针对机械臂搬运过程中的模拟仿真需求,提出基于搬运机械臂姿态的解析方法和末端定位方案,并基于逆运动学分析,给出一套轨迹生成方案。首先运用D-H法分析机械臂结构参数确定轴间坐标关系,建立运动学模型,通过解析法确定末端位置和机械臂位姿的正、逆运动学关系,并求出末端可行域以及多解的确定方案。基于逆运动学分析,运用五次多项式插值来避免冲击。根据机械臂末端起止点生成平滑的末端运动轨迹以及位姿关于时间的参数方程。提出搬运时间最短原则的轨迹规划方案。在MATLAB仿真下,结果表明该方案设计的轨迹连续平滑,关节运动满足速度与加速度约束,并无跳变和冲击,说明了方案的合理性。该方案为搬运机械手运动规划方案提供借鉴。 展开更多
关键词 串联机器人 运动学逆解 MATLAB仿真 五次样条插值
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五次样条插值在GPS卫星轨道标准化中的应用 被引量:5
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作者 孙华丽 张政治 胡思才 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2012年第1期76-79,共4页
基于GPS广播星历,利用五次样条插值算法进行卫星轨道标准化计算,计算结果表明该方法具有较高的逼近精度及良好的整体光滑性,并且克服了其他插值方法的一些缺点。
关键词 GPS 广播星历 五次样条插值 卫星坐标 轨道标准化
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Study of Quintic Spline Interpolation and Generated Velocity Profile for High Speed Machining 被引量:1
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作者 ZHENG Jinxing ZHANG Mingjun MENG Qingxin (Department of Mechanical Engineering,Harbin Egineering University,Harbin 150001,China 《武汉理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第S2期507-512,共6页
Modern high speed machining (HSM) machine tools often operates at high speed and high feedrate with high ac- celerations,in order to deliver the rapid feed motion.This paper presents an interpolation algorithm to gene... Modern high speed machining (HSM) machine tools often operates at high speed and high feedrate with high ac- celerations,in order to deliver the rapid feed motion.This paper presents an interpolation algorithm to generate continuous quintic spline toolpaths,with a constant travel increment at each step,while the smoother accelerations and jerks of two-order curve are obtained.Then an approach for reducing the feedrate fluctuation in high speed spline interpolation is presented.The presented ap- proach has been validated to quickly,reliably and effective with the simulation. 展开更多
关键词 quintic spline QUADRIC jerks PROFILING interpolation ALGORITHMS
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基于改进鲸鱼算法的机械臂轨迹优化 被引量:2
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作者 綦慧 胡天莹 《工业控制计算机》 2022年第1期91-94,共4页
针对机械臂的轨迹优化问题,提出一种混合策略的改进鲸鱼算法,以达到时间最短、冲击最小的轨迹优化目标。采用五次样条函数拟合关节轨迹,保证冲击平滑连续变化。为证明轨迹优化效果,将提出的改进算法分别与遗传算法、粒子群算法和基本鲸... 针对机械臂的轨迹优化问题,提出一种混合策略的改进鲸鱼算法,以达到时间最短、冲击最小的轨迹优化目标。采用五次样条函数拟合关节轨迹,保证冲击平滑连续变化。为证明轨迹优化效果,将提出的改进算法分别与遗传算法、粒子群算法和基本鲸鱼算法进行了一系列性能对比实验。实验数据表明改进后的算法比改进前收敛速度提高2.419倍,适应度值降低2.342%,总时间减少0.744s,陷入局部最优的可能性有效降低。 展开更多
关键词 机械臂 轨迹优化 五次样条插值 改进鲸鱼算法 MATLAB仿真
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五次插值样条在NC过程链中的应用研究 被引量:2
7
作者 田锡天 杨海成 Fichtner 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2002年第S1期75-77,共3页
对几种五次样条插值算法的性质及其在 NC铣削轨迹处理、CNC技术及逆向工程中的可使用性进行了研究 ,并讨论了曲线参数化方法。
关键词 五次样条插值 曲线拟合 数控铣削
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面向数控系统的五次参数样条曲线插补和前瞻性速度生成算法研究与实现 被引量:2
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作者 任参 刘少君 黄道平 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2010年第2期16-20,共5页
基于同时提高数控系统加工精确度和保证工作效率的考虑,提出了五次参数样条插补和最优前瞻性速度控制生成算法。首先,所提出的插补方法采用五次参数样条和四次曲线多项式微分法近似求取导数,能够更好的满足精确加工的需要。其次,所提出... 基于同时提高数控系统加工精确度和保证工作效率的考虑,提出了五次参数样条插补和最优前瞻性速度控制生成算法。首先,所提出的插补方法采用五次参数样条和四次曲线多项式微分法近似求取导数,能够更好的满足精确加工的需要。其次,所提出的速度生成算法减轻了常用S型加减速控制算法的缺陷,并通过前瞻性算法和线段衔接大大减少了运行时间。最后,介绍了使用上述算法的实际数控系统设计策略。实验与仿真结果充分证明了算法的有效性和效率,且所有方案已用于实际数控系统的设计。 展开更多
关键词 CNC 五次样条 速度生成 前瞻性
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一类五次周期样条插值算子模的界
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作者 游功强 宣培才 《绍兴文理学院学报(自然科学版)》 2004年第10期6-7,共2页
讨论了一类五次周期样条插值算子模的界。
关键词 算子 周期 样条插值
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带有边界条件的S^25(△^(2)mn)插值与逼近
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作者 柯云泉 《绍兴文理学院学报(哲学社会科学版)》 2000年第6期9-20,共12页
主要研究了矩形区域在Ⅱ型三角剖分△^(2)mn下具有C^2-拼接的一类带有边界条件的S^25插值的存在性、唯一性及逼近度问题。
关键词 二元五次样条 C^2-拼接 边界条件 插值 逼近度 矩形区域 函数逼近论
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样条插补技术在CNC系统中的应用 被引量:3
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作者 田锡天 杨海成 张振明 《航空制造技术》 北大核心 2003年第5期58-60,共3页
论述了CNC系统中的样条插补技术———解决自由曲面高速加工中存在问题的基本方法。重点描述了面向逆向工程、基于PC的CNC系统所采用的三次样条插补技术。通过对三次样条与五次样条的比较 。
关键词 CNC系统 逆向工程 三次样条插补技术 五次样条插补技术 发展趋势 CNC技术 刀具轨迹曲线 参数步长
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基于五次B样条插值的机械臂路径平滑研究
12
作者 李明学 巴鹏 《一重技术》 2024年第4期51-55,共5页
针对机械臂路径规划后的轨迹平滑及角速度和角加速度的突变问题,提出五次B样条插值的机械臂路径平滑方法。通过MATLAB对机械臂建模,并对平滑后的轨迹进行仿真,得到轨迹、角度、角速度及角加速度图。通过与五次多项式和样条曲线对比,证... 针对机械臂路径规划后的轨迹平滑及角速度和角加速度的突变问题,提出五次B样条插值的机械臂路径平滑方法。通过MATLAB对机械臂建模,并对平滑后的轨迹进行仿真,得到轨迹、角度、角速度及角加速度图。通过与五次多项式和样条曲线对比,证明该算法能够提升机械臂角速度和角加速度的平滑性,保证起、止点速度加速度均为零,过控制点保证路径的有效性。该算法提升了机械臂运动的平顺性,降低运动冲击,为机械臂实物验证提供充分的理论支撑。 展开更多
关键词 机械臂 五次B样条 路径平滑
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一种机械臂时间-冲击轨迹的快速求解优化方法 被引量:6
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作者 查文斌 朱永飞 +1 位作者 徐向荣 陈肇星 《机床与液压》 北大核心 2021年第9期11-15,共5页
针对NSGA-II算法优化机械臂轨迹耗费计算时间的问题,提出一种时间-冲击轨迹规划优化方法。采用均匀五次B样条函数在关节空间内构造插值曲线,在运动学约束的条件下,利用牛顿法对目标函数进行迭代求解。仿真结果表明:结合牛顿法与埃特金... 针对NSGA-II算法优化机械臂轨迹耗费计算时间的问题,提出一种时间-冲击轨迹规划优化方法。采用均匀五次B样条函数在关节空间内构造插值曲线,在运动学约束的条件下,利用牛顿法对目标函数进行迭代求解。仿真结果表明:结合牛顿法与埃特金加速法对五次B样条函数插值轨迹规划的时间和冲击进行优化求解,寻优时间短,保证在运动学约束下产生较小的冲击以及缩短机械臂的运动时间,使得机械臂的运动控制性能得到提高。 展开更多
关键词 机械臂 时间-冲击轨迹规划 快速优化 五次B样条插值
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基于五次B样条插值的汽车轮毂打磨机器人协作控制 被引量:2
14
作者 胡文娟 《微特电机》 2023年第2期61-67,共7页
为提高双臂协作机器人的控制精度,以双臂协作的汽车轮毂打磨机器人为研究对象,在采用D-H法对双臂协作机器人进行运动学分析与正逆运动学求解的前提下,采用五次B样条插值法在笛卡尔空间中对机器人的协作进行轨迹规划。仿真结果表明,该控... 为提高双臂协作机器人的控制精度,以双臂协作的汽车轮毂打磨机器人为研究对象,在采用D-H法对双臂协作机器人进行运动学分析与正逆运动学求解的前提下,采用五次B样条插值法在笛卡尔空间中对机器人的协作进行轨迹规划。仿真结果表明,该控制方案可实现双臂协作机器人的智能控制,且整个控制中机器人关节未出现碰撞和相互干涉的现象;相较于五次多项式插值、七次B样条插值的轨迹优化算法,在五次B样条插值算法的路径规划中,速度、角加速度、加速度规划的曲线均得到了有效的改善,其中加速度最大降低0.78%,说明通过五次B样条插值算法更能降低打磨机器人机械臂的惯性力,减少惯性的冲击,具有一定的工程应用价值。 展开更多
关键词 双臂协作机器人 智能控制 五次B样条曲线插值 D-H法 运动学模型
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多种方法的工业机器人轨迹规划与仿真 被引量:3
15
作者 范祺 蔡玉强 贾思楠 《华北理工大学学报(自然科学版)》 CAS 2022年第4期60-67,共8页
针对工业机器人运动过程中产生的冲击振动现象,提出采用多种方法进行运动轨迹规划。通过关节角度、角速度和角加速度随时间变化曲线来反映轨迹变化规律。基于HA006型机器人D-H参数建立MATLAB模型,针对空间轨迹规划问题采用三次、五次多... 针对工业机器人运动过程中产生的冲击振动现象,提出采用多种方法进行运动轨迹规划。通过关节角度、角速度和角加速度随时间变化曲线来反映轨迹变化规律。基于HA006型机器人D-H参数建立MATLAB模型,针对空间轨迹规划问题采用三次、五次多项式插值、3-5-3混合多项式插值方法以及B样条插值优化五次多项式插值函数轨迹的新方法。结果表明,加速度曲线直接影响了运动过程中力的突变;B样条插值优化的轨迹在MATLAB软件中的仿真输出结果更加平滑,较好地消除了力的突变现象,能有效提高机器人运动质量和使用寿命,并为后续关节控制研究工作奠定基础。 展开更多
关键词 MATLAB 轨迹规划 五次多项式插值 混合多项式插值 B样条插值优化
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一元五次B样条拟插值研究
16
作者 钱江 王永杰 《安徽师范大学学报(自然科学版)》 2022年第3期212-220,236,共10页
基于光滑余因子协调法,首先分别回顾均匀节点与端点处带重节点的一元五次B样条基函数表达式。接着计算有界闭区间上的五次B样条拟插值算子,这类拟插值算子具有保五次多项式性。然后利用连续模与Taylor公式,针对具有不同光滑度的被逼函数... 基于光滑余因子协调法,首先分别回顾均匀节点与端点处带重节点的一元五次B样条基函数表达式。接着计算有界闭区间上的五次B样条拟插值算子,这类拟插值算子具有保五次多项式性。然后利用连续模与Taylor公式,针对具有不同光滑度的被逼函数,分别推导五次B样条拟插值的误差估计。最后将一元五次B样条拟插值方法应用于计算抛物型方程的数值解,数值算例表明,利用五次B样条得到的数值结果优于四次B样条。 展开更多
关键词 光滑余因子协调法 一元五次B样条 样条拟插值算子 连续模 抛物型方程
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二元五次C^2样条函数空间S_5~2(△_W)的局部基
17
作者 熊菊霞 《广西科学院学报》 2009年第1期1-8,共8页
利用Hermite插值条件,给出Wang型加密三角剖分下二元五次C2样条函数空间S52(△W)具有局部支集的11个基底表达式.
关键词 加密三角剖分 二元五次C2样条函数 HERMITE插值 局部基
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