基于粒子群算法的截面数据高精度重构研究

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1、中闽分炎号：ＴＰ３９１学校代码０８５６：１学号；Ｍ０１０１１３１２０■－：———－－９＾■：一－三．－Ｖ立硕±学位论文Ｍａｓｔｅｒ？■ＨＨ甲二；耳Ｉ基于粒子群算法的截面数据高精度ｉｆｅｉ？ｇ重欄究誦繼及其自动化＾＾作者姓名＾指导教师＾完成日期２０１５年口月Ｉ中图分类号：ＴＰ３９１学校代码０８５６：１学号：Ｍ０１０１１３１２０＠上海工程技术大学硕±学位论文基于粒子群算法

2、的截面数据商精度重构研究作者姓名：刘栋．指导教师：张姐专业；机械制造及其自动化学院：机械工程学院申请学位；工学硕±完成巧间；２０巧年口月评阅人：聲奇耸ｉ無又答辩委员会主席：成员：ｉｉｘ伞讀ｙ上海工捏技术大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所递交的学位论文，，是本人在导师的指导下独立进行研充工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均

3、已在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。？学位论文作者签名：却特曰胤年３月曰／／上海工程技术大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论，同学文的规定意校保留许。国或送论印和电子，论文查和并向家有关部口化构交文的复件版允被阅借阅本人授上工程可位论文全部或入有库进行检权海技术大学将本学的部分内容编关数据、论。，可用印或和汇编本位文索采影印缩扫描等复制手段保存学□，密后适用。保密在年解本授权书＿论属于

4、本学位文ｓ不密ｉ巧／＂＂（上Ｖ）请在方框内打帝批｜签：名；；签名学位论文作者＾＾指导教师、３如４］＊；＾０〇乂；：占日日期＾）年化日期年／月／＾月；＾／UniversityCode：10856StudentID:M01011320RESEARCHONHIGH-PRECISIONRECONSTRUCTIONOFTHECROSSSECTIONDATABASEDONPARTICLESWARMOPTIMIZATIONCandidate:LiudongSupervisor:Zhang

5、xuMechanicalMajor:ManufactureandAuomationCollegeofMechanicalEngineeringShanghaiUniversityofEngineeringScienceShanghai,P.R.ChinaJanuary,2015基于粒子群算法的截面数据高精度重构研究摘要“消化、吸收、创新”是被证明了的新产品快速开发的有效途径。“消化、吸收”不仅仅指低层次的外形相似，更重要的是高层次的参数复原，深入了解产品内涵，继而为后续进一步改进、创新提供条件。基

6、于特征的逆向工程技术针已经被证明是最能反映产品初始设计意图的方法，但在逆向建模过程中，其重构质量仍存在不足。本文以最大程度还原初始设计信息，重构高精度的截面曲线为目标，针对逆向工程中截面数据分段点提取不精确，导致截面特征重构质量不理想的问题，提出了基于G1、G2连续约束的截面数据高精度重构方法，其核心在于通过提取高精度的分段点来提高截面数据重构的质量。本文介绍了截面数据获取的获取途径及数据预处理的方法。基于曲率信息估算，采用人工交互的方式对截面数据进行分段，并给出了基于曲线拟合的截面特征识别方法。

7、本文为了尽可能把握产品设计特征，采用直线、圆弧、B样条特征曲线重构截面，其中，本文所用的B样条曲线重构方法，能够很好地捕捉产品特征，且控制点趋近于最少，很好的保证了曲线的光顺性。同时，探讨了特征间G1、G2等约束条件的表达形式。针对G1连续截面数据重构，本文提出了基于粒子群算法动态搜寻精确分段点的高精度重构方法。根据截面数据分段情况及特征表达，优先重构自由度少的直线、圆弧特征曲线，再根据边界G1连续约束重构自由特征，建立优化模型，采用拉格朗日乘子法进行求解。然后基于上述重构结果，采用添加边界G1连

8、续约束条件的粒子群算法调整控制点并辅以节点矢量优化，搜寻精确分段点，提高截面重构质量。针对G2连续截面数据重构，由于其约束为非线性条件，可通过非线性问题线性化求解，但这种方法比较复杂，容易产生拟合失败的情况。本文另辟蹊径采用逐步添加约束的思想，进行截面数据初步重构，提出了G2连续约束添加最优化模型。首先对截面数据进行基于G1连续的截面数据重构，根据G2连续约束添加最优化模型插入最优节点，微调控制点，从而既满足G2连续条件又能保证截面数据重构质量。然后I基于上述重构结果，采用添加边界