灰色系統(tǒng)理論及其在逆向工程數(shù)據(jù)測(cè)量與處理中的應(yīng)用.pdf

1、基于測(cè)量數(shù)據(jù)的逆向工程模型重構(gòu)技術(shù)，其測(cè)量數(shù)據(jù)是原始曲線、曲面中的部分信息，基于測(cè)量數(shù)據(jù)直接構(gòu)造模型還存在一些不確定因素，因此需通過插值、擬合來挖掘原始曲線曲面的特征，通過離散的點(diǎn)來構(gòu)建連續(xù)的曲線和曲面，從而獲得滿足工程要求且與被測(cè)量物體一致的CAD模型。在系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立的過程中，所獲得的數(shù)據(jù)若含有某些不確定的因素，稱原系統(tǒng)的建模為灰色的逆過程，所建模型稱灰色模型（Grey Model，簡(jiǎn)稱GM）。GM表達(dá)的是系統(tǒng)內(nèi)部的連續(xù)行為，是微

2、分方程模型。灰色建模與逆向工程兩者有其十分相似的內(nèi)在關(guān)系，本文通過學(xué)科交叉，深入研究?jī)煞N不同學(xué)科理論，在繼承灰色系統(tǒng)理論這一我國(guó)原創(chuàng)性理論思想的基礎(chǔ)上，補(bǔ)充和豐富了新的內(nèi)涵并將其滲透到逆向工程中的數(shù)據(jù)測(cè)量與數(shù)據(jù)處理技術(shù)的應(yīng)用之中，使機(jī)械工程中甚少應(yīng)用的這一灰色系統(tǒng)理論得到了進(jìn)一步的拓展，主要成果如下： 1. 分析研究了灰色系統(tǒng)理論中序列生成的特點(diǎn)，提出了三維數(shù)據(jù)序列的概念，將灰理論的一維數(shù)據(jù)序列拓展到三維數(shù)據(jù)序列，拓寬了灰理論在

3、工程中的應(yīng)用范圍；提出了有偏生成算法中生成系數(shù)分解選取方法和數(shù)據(jù)序列點(diǎn)局部凹凸特性決定生成系數(shù)的方法，解決了原有方法生成內(nèi)點(diǎn)與實(shí)際系統(tǒng)不一致的現(xiàn)象；針對(duì)級(jí)比和光滑比用于生成端點(diǎn)有較大誤差的情況，提出了趨勢(shì)均值生成算法，大大提高了端點(diǎn)生成的精度。 2. 從實(shí)際工程應(yīng)用出發(fā)，深入研究了灰色系統(tǒng)建模理論，提出了基于測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)序列的SGM(1,1)模型，解決了逆向工程中數(shù)據(jù)測(cè)量和數(shù)據(jù)處理的灰色建模問題；針對(duì)灰色建模的最少數(shù)據(jù)問題，提出了

4、3+1建模思想，證明只需三個(gè)測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)就可建立灰色模型。 3. 總結(jié)研究了自由曲面三坐標(biāo)測(cè)量方法，提出了灰預(yù)測(cè)控制的CMM自動(dòng)跟蹤測(cè)量方法和基于光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)的CMM自動(dòng)測(cè)量方法，為三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)快速、精確地獲得測(cè)量數(shù)據(jù)提供了新的手段，解決了高精度與快速測(cè)量的矛盾。 4. 深入研究了海量散亂數(shù)據(jù)的有序簡(jiǎn)化技術(shù)，在提出建立海量數(shù)據(jù)點(diǎn)鄰接關(guān)系K－鄰近新的算法基礎(chǔ)上，提出了局部切平面切片法和虛擬二次掃描線法，實(shí)現(xiàn)了海量數(shù)據(jù)的有序重