任意阶参数连续的形状可调过渡曲线
任意阶参数连续的形状可调过渡曲线
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DOI：
10.11834/jig.180231
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
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通讯作者：
周其华
中科院分区：
文献类型：
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作者：
严兰兰;樊继秋;周其华
目的针对现有研究未能给出可以使过渡曲线在端点处与被过渡曲线之间达到Ck( k为任意自然数)连续的多项式势函数统一表达式的问题展开研究,以期用简单有效的方式解决这一问题.方法从过渡曲线的方程出发,借助莱布尼兹公式得出其k阶导矢表达式,根据预设的连续性目标,反推出可使过渡曲线在端点处达到Ck连续的势函数需满足的基本条件.由这些基本条件中所含条件的数量,以及对势函数、过渡曲线的其他期望所对应的条件个数的总量,确定多项式势函数的次数,将势函数表达成相同次数的Bernstein基函数的线性组合,组合系数待定.由势函数需满足的基本条件、其他预期条件,以及Bernstein基函数在端点处的函数值、导数值等信息,得出关于待定系数的方程组.解该方程组,得出满足所有预期目标,并含一个自由参数的多项式势函数的统一表达式.结果势函数中存在两个参数k和λ ,k用于控制过渡曲线与被过渡曲线在端点处的连续阶,在k取定以后,λ可用于控制过渡曲线与被过渡曲线的贴近程度.势函数具有对称性、中点性、有界性,分析了当k固定时,势函数关于变量t和参数λ的单调性,分析了使势函数图形只存在唯一拐点时,自由参数的取值范围.由该势函数构造的过渡曲线,取一般参数时在端点处可达Ck连续,取特殊参数时可达Ck+1连续.分析了过渡曲线的形状特征,当k取定时,λ的值越大,过渡曲线越贴近被过渡曲线.结论实验数据验证了理论分析结果的正确性,同时直观显示了所给方法的有效性.