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插补运算法

发布时间:2022-08-30 21:08:48

1. 插补算法常用的有哪两种

圆弧插补算法,直线插补算法

2. 插补有哪些分类方式

一个零件的轮廓往往是多种多样的,有直线,有圆弧,也有可能是任意曲线,样条线等.数控机床的刀具往往是不能以曲线的实际轮廓去走刀的,而是近似地以若干条很小的直线去走刀,走刀的方向一般是x和y方向。插补方式有:直线插补,圆弧插补,抛物线插补,样条线插补等。
1、直线插补
直线插补(LineInterpolation)这是车床上常用的一种插补方式,在此方式中,两点间的插补沿着直线的点群来逼近,沿此直线控制刀具的运动。所谓直线插补就是只能用于实际轮廓是直线的插补方式(如果不是直线,也可以用逼近的方式把曲线用一段线段去逼近,从而每一段线段就可以用直线插补了).首先假设在实际轮廓起始点处沿x方向走一小段(一个脉冲当量),发现终点在实际轮廓的下方,则下一条线段沿y方向走一小段,此时如果线段终点还在实际轮廓下方,则继续沿y方向走一小段,直到在实际轮廓上方以后,再向x方向走一小段,依次循环类推.直到到达轮廓终点为止.这样,实际轮廓就由一段段的折线拼接而成,虽然是折线,但是如果我们每一段走刀线段都非常小(在精度允许范围内),那么此段折线和实际轮廓还是可以近似地看成相同的曲线的--------这就是直线插补。
2、圆弧插补
圆弧插补(CirculaInterpolation)这是一种插补方式,在此方式中,根据两端点间的插补数字信息,计算出逼近实际圆弧的点群,控制刀具沿这些点运动,加工出圆弧曲线。
3、复杂曲线实时插补算法
传统的CNC只提供直线和圆弧插补,对于非直线和圆弧曲线则采用直线和圆弧分段拟合的方法进行插补。这种方法在处理复杂曲线时会导致数据量大、精度差、进给速度不均、编程复杂等一系列问题,必然对加工质量和加工成本造成较大的影响。许多人开始寻求一种能够对复杂的自由型曲线曲面进行直接插补的方法。近年来,国内外的学者对此进行了大量的深入研究,由此也产生了很多新的插补方法。如A(AKIMA)样条曲线插补、C(CUBIC)样条曲线插补、贝塞尔(Bezier)曲线插补、PH(Pythagorean-Hodograph)曲线插补、B样条曲线插补等。由于B样条类曲线的诸多优点,尤其是在表示和设计自由型曲线曲面形状时显示出的强大功能,使得人们关于自由空间曲线曲面的直接插补算法的研究多集中在它身上。

3. 几种常见的缺失数据插补方法

(一)个案剔除法(Listwise Deletion)
最常见、最简单的处理缺失数据的方法是用个案剔除法(listwise
deletion),也是很多统计软件(如SPSS和SAS)默认的缺失值处理方法。在这种方法中如果任何一个变量含有缺失数据的话,就把相对应的个案从分析中剔除。如果缺失值所占比例比较小的话,这一方法十分有效。至于具体多大的缺失比例算是“小”比例,专家们意见也存在较大的差距。有学者认为应在5%以下,也有学者认为20%以下即可。然而,这种方法却有很大的局限性。它是以减少样本量来换取信息的完备,会造成资源的大量浪费,丢弃了大量隐藏在这些对象中的信息。在样本量较小的情况下,删除少量对象就足以严重影响到数据的客观性和结果的正确性。因此,当缺失数据所占比例较大,特别是当缺数据非随机分布时,这种方法可能导致数据发生偏离,从而得出错误的结论。
(二)均值替换法(Mean Imputation)
在变量十分重要而所缺失的数据量又较为庞大的时候,个案剔除法就遇到了困难,因为许多有用的数据也同时被剔除。围绕着这一问题,研究者尝试了各种各样的办法。其中的一个方法是均值替换法(mean
imputation)。我们将变量的属性分为数值型和非数值型来分别进行处理。如果缺失值是数值型的,就根据该变量在其他所有对象的取值的平均值来填充该缺失的变量值;如果缺失值是非数值型的,就根据统计学中的众数原理,用该变量在其他所有对象的取值次数最多的值来补齐该缺失的变量值。但这种方法会产生有偏估计,所以并不被推崇。均值替换法也是一种简便、快速的缺失数据处理方法。使用均值替换法插补缺失数据,对该变量的均值估计不会产生影响。但这种方法是建立在完全随机缺失(MCAR)的假设之上的,而且会造成变量的方差和标准差变小。
(三)热卡填充法(Hotdecking)
对于一个包含缺失值的变量,热卡填充法在数据库中找到一个与它最相似的对象,然后用这个相似对象的值来进行填充。不同的问题可能会选用不同的标准来对相似进行判定。最常见的是使用相关系数矩阵来确定哪个变量(如变量Y)与缺失值所在变量(如变量X)最相关。然后把所有个案按Y的取值大小进行排序。那么变量X的缺失值就可以用排在缺失值前的那个个案的数据来代替了。与均值替换法相比,利用热卡填充法插补数据后,其变量的标准差与插补前比较接近。但在回归方程中,使用热卡填充法容易使得回归方程的误差增大,参数估计变得不稳定,而且这种方法使用不便,比较耗时。
(四)回归替换法(Regression Imputation)
回归替换法首先需要选择若干个预测缺失值的自变量,然后建立回归方程估计缺失值,即用缺失数据的条件期望值对缺失值进行替换。与前述几种插补方法比较,该方法利用了数据库中尽量多的信息,而且一些统计软件(如Stata)也已经能够直接执行该功能。但该方法也有诸多弊端,第一,这虽然是一个无偏估计,但是却容易忽视随机误差,低估标准差和其他未知性质的测量值,而且这一问题会随着缺失信息的增多而变得更加严重。第二,研究者必须假设存在缺失值所在的变量与其他变量存在线性关系,很多时候这种关系是不存在的。
(五)多重替代法(Multiple Imputation)
多重估算是由Rubin等人于1987年建立起来的一种数据扩充和统计分析方法,作为简单估算的改进产物。首先,多重估算技术用一系列可能的值来替换每一个缺失值,以反映被替换的缺失数据的不确定性。然后,用标准的统计分析过程对多次替换后产生的若干个数据集进行分析。最后,把来自于各个数据集的统计结果进行综合,得到总体参数的估计值。由于多重估算技术并不是用单一的值来替换缺失值,而是试图产生缺失值的一个随机样本,这种方法反映出了由于数据缺失而导致的不确定性,能够产生更加有效的统计推断。结合这种方法,研究者可以比较容易地,在不舍弃任何数据的情况下对缺失数据的未知性质进行推断。NORM统计软件可以较为简便地操作该方法

4. 插补法怎么算

插补法又称为内插法,可以用于计算资金价值系数中的利率和期数。
(1)“内插法”的原理是根据等比关系建立一个方程,然后解方程计算得出所要求的数据。
例如:假设与A1对应的数据是B1,与A2对应的数据是B2,A介于A1和A2之间,已知与A对应的数据是B,则可以按照(A1-A)/(A1-A2)=(B1-B)/(B1-B2)计算得出A的数值。
(2)仔细观察一下这个方程会看出一个特点,即相对应的数据在等式两方的位置相同。例如:A1位于等式左方表达式的分子和分母的左侧,与其对应的数字B1位于等式右方的表达式的分子和分母的左侧。
(3)还需要注意的一个问题是:如果对A1和A2的数值进行交换,则必须同时对B1和B2的数值也交换,否则,计算得出的结果一定不正确。

5. 步进电机控制器的圆弧插补计算方法

圆弧插补的定义是给出两端点间的插补数字信息,借此信息控制刀具与工件的相对运动,使其按规定的圆弧加工出理想曲面的一种插补方式。它所属的学科是机械工程,切削加工工艺与设备;自动化制造系统

圆弧插补(Circula : Interpolation)这是一种插补方式,在此方式中,根据两端点间的插补数字信息,计算出逼近实际圆弧的点群,控制刀具沿这些点运动,加工出圆弧曲线。

X,Y轴以插补方式,通过设定的半径R及合成的法相速度值逆时针时针方向做拟合出圆弧曲线。其中参数X,Y,表示的是圆弧终点相对于起点的坐标,R通过正负值来确定所画曲线为劣弧(小于180°)优弧(大于180°)。

例:控制器上电,快速移动X10,Y8的位置A点,然后Z慢速向下移动-6,然后逆时针方向画圆弧至B点,半径为5,圆弧为整圆的1/3,然后Z向上移动6,然后X,Y回程序零。

6. 插补运算的必要性

请看这网址: http://www.m188.com/newsinfo/2008-11-20/20081120-1517582494931.html(插补运算技术) 插补精度有目标精度和原理精度之分,当你选定了一种插补方法,其原理精度也就确定了,而目标精度可以由你自己决定。 逐点比较法又称代数运算法、醉步法。这种方法的基本原理是:计算机在控制加工过程中,能逐点的计算和判别加工误差,与规定的运动轨迹进行比较,由比较结果决定下一步的移动方向。逐点比较法既可以作直线插补,又可以作圆弧插补。这种算法的特点是运算直观,插补误差小于一个脉冲当量,输出脉冲均匀,而且输出脉冲的速度变化小,调节方便,因此,在两座标连动的数控机床中应用广泛。

7. 插补的具体方法可以分成哪两大类主要的区别有哪些

插补的具体方法可以分为脉冲增量插补(基准脉冲插补)和数据采样插补(数据增量插补、时间分割法)两大类。

主要区别是
脉冲增量插补:每次插补结束时向各运动坐标轴输出一个基准脉冲序列,驱动各坐标轴进给电机的运动。每个脉冲使坐标轴产生1个脉冲当量的增量,代表刀具或工件的最小位移;脉冲数量代表刀具或工件移动的位移量;脉冲序列频率代表刀具或工件运动的速度。
数据采样插补:采用时间分割思想,根据编程的进给速度将轮廓曲线分割为每个插补周期的进给直线段(又称轮廓步长)进行数据密化,以此来逼近轮廓曲线。

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