CAD、CAM应用数学第五章
第五章 曲线的拟合与设计
§5-1概述
在前两章，我们讨论了一些用数学方程描述的曲线的曲线和曲面，有许多生产实际问题，例如：飞机机体、汽车车身、船体、汽轮机和水轮机叶片的形状，都是根据风洞试验或水池试验得出来的，无法用数学方程确定，只能用一些离散的型值点来描述，这种曲线和曲面常称为非数学的曲线和曲面
)(surfacs and curues al mathematic non ?，为了进一步分析和加工这种非数学
曲线，要将离散的型值点连续化并作出符合要求的曲线。根据离散型值点求出一条连续的曲线，并使它符合实际要求的方法，叫做曲线的拟合。fitting curues )(
这种数学的和非数学的曲线与曲面，通常都用数控铣床、加工中心或类似机床加工，因此，在数控机床上加工的曲线和曲面有三种类型。
第一类，是由若干段数学曲线和曲面组成的曲线曲面，大多数的机械另件都是属于这一类形状。设计另件时，用圆规和直尺就能绘出由直线、圆弧组成的图形，若是曲面，它常由平面，圆柱面、圆锥面、球面和其它二次曲面等组成，当然，蜗杆的齿面和齿轮的渐开螺旋齿面也属于这一类曲面，但它们很少用数控加工的方法逐点地把齿面加工出来。
第二类，是拟合离散的型值点得出的非数学的曲线或曲面，并且，拟合的曲线或曲面必须按严格的公差要求通过各离散的型值点。船身、飞机、机翼、汽轮机和水轮机叶片等都是属于这一类的曲线和曲面，加工后，必须按给定的型值点的数值和公差进行严格的检查。
第三类，是根据离散的型值点得出的非数学的曲线和曲面，并且它们与各型值点之间没有严格的公差要求，汽车车身外形的曲线或曲面设计，就是这类曲线、曲面的典型例子。
通过实验得出的各型值点，若要用一条曲线表示，即方程：
y=0=∑i x a i
n i )0(n i ≤≤ (5-1)
能满足各型值点的已知条件，这时代（5-1）是高次多项式，它的系数i a 的解需要)1(+n 个线性方程，显然这是一条非常复杂的曲线，给设计计算带来许多
困难，因此要用更简单的曲线来替代，在生产实际中，复杂的曲线往往用若干段简单曲线和直线（如圆弧和直线）相连所代替。
§5-2 圆弧拟合 用直线将各相邻型值点连起
来，以分段直线代替复杂曲线的方法叫做线性拟合，分段直线的数目愈多，线性拟合的精度愈高，两相邻型值点之间的数值用线性插补法给出，这种线性拟合可以满足一定的误差要求，但在相邻型值点的斜率，如1?tg 和2?tg 是不连续的，有一个跳跃值（12?-?tg tg ）使加工出来的曲线表面很不光顺。（图
5-1） 如果需要连续的斜率，则要采用园弧拟合，即用分段的圆弧代替复杂的曲线，并且相邻的二人圆
弧有关切线。
下面举一个用线切割机加工机翼模型的例子来说明弧拟合的做法。
某机翼模型的形状如图5-2所示，设；园O 的半径为p ,园'o 的半径为''o q 的坐标为),(b a ；又设机翼上缘的一些离散点)103,2,1()'( =i b a A i i i 现在要用分段园弧光滑地连接这些离散点并使它和圆o 和园'o 都相切。
从园的方程222)()(R y y x x o o =-+-知道，要确定一个园必须有三个独立的条件，例如，过不在同一直线上的三点可作一个园，已知两点和其中一点的切线斜率也可以确定一个园等等。
所以，我们对上述问题作如下考虑。
过21,A A +作园1P 使和园o 相切，过22,A A 作园2P 使它和园1P 相切，一般地，过1,+i i A A 作园i P 使它和1-i P 园相切，过100,A A 作园Po 使它和园8P 相切，最后过10A 作园10P 使它和园0P 与园'o 都相切。
由此可知，要确定这些园只要解决下面三类问题就够了。
（1）已知园0和园外两点),(),,(222111b a A b a A ，求园P ，使它通过21,A A 并且和园o 相切。
（2）已知园Q 和园外一点),(222b a A ，求园P ，使它通过定点2A ,并且和园Q 相切于定点),(b a A 。
（3）已知园Q 和园'o ，求园P ，使它和园O ’相切，并且和园Q 相切于定点
),(b a A 。
由上面的分析可行，切割机翼模型的问题中求园P1属于第一类，求园 ,2P 园P0属于第二类，求园10P 属于第三类，下
面就分别对这三类问题进行
具体计算。 1、如图5-3所示，定园O 的半径是r ，我们取O 点为坐标系的原点。设所求的园P
),(bo ao ，我和定园O 的切点0A 的坐标为),(yp xp 就可
们只要确定园P 的园心以了，因为1PA 是它的半径，0A 点是园O 直线0OA 上，
和园P 的切点，所以P 必须在具有：
r PO PA PA β+==01 (5-2)
其中1±=β，如果园O 和园P 内切，1=β如图3-5所示，如果园O 和园P 外切，则1-=β另一方面，P 又必须在21A A 的垂直平分线上，现在令21A A 的中点为B ，则：
)(2
1),(12A O A O v u B O
+==
),2
,2(
2
121b b a u ++= ),(121221b b a a A A --= 那么和21A A 垂直的一个向量为：
),
)
()()()((),(2
122
121
22
122121
2b b a a a a b b a a b b y x -+---+--=β
βλλλ
于是P 的坐标可写为：??????+=?+= y y x u x p p
λυλ
其中 表示B 点算起到P 点的距离，应取正值。 假定o =时恰好为所求的P ，以式（5-2）得到：
2121)()(b a x u o y o -++-+ λυλ r x u o y o βλυλ++++=22)()(
展开两边并加以整理，容易得到：
22)()(v y e o u x e o H G e o +++?=-λλε 式中已令：
r
r b b a a H r
y
b a G x 22
212111++=
+-
=λλ
两边平方的结果是：022
=+-?N Meo e L o
其中 ,,12222v u H N v y u x GH M G L --=?+?+=-=λλ
从此解中L LM
M M eo -±=2 (5-4)
应取正值，如果它有两个解，分别表示内切和外切两种情况，我们可以根据具体情况选取其中的一个解。
将（5-4）代入式（5-3）即得园心P 的坐标，P 点到A1点的距离就是半径R ：
210210)()(b v a u R y x -++-+= λλ （5-5） 为求),(o o b a Ao ，首先写出直线PO 的方程：
?????++=++=
kx o x y kx o x u x λυλ
式其： 2
2)()()
(o o u o x u kx x x λυλλ++++-=
2
2)
()()
(o o u o x ky y x λυλλυ++++-=
' 为直线PO 从P 点量起的距离，由此立即可得：
R
k o bo R k o u ao y y x x ++=++= λυλ （5-6）
综上所述，式（5-3）~（5-6）就是问题的解。 心为),(t s Q ，半2、如图5-4所示，定园的园),(p p y x P 。半径径为r 点既要在P 的园心为为R ，点P 既要在21A A 的垂直平分
线上，又要在Q A 1的连线上，所以只要求出这两条直线的交点
就可以了。
直线Q A 1的方程为： );(1111a x s
a t
b b y ---+
= （5-7）
21A A 的垂直平分线BP 的方程为： )(u x k y -+=υ （5-8）
其中，2
12
1
2121,2,2b b a a k b b a a u ++=+=+=
υ 从式（5-7）和（5-8）得出
??
?
?
???
---+=---?---+-=)()/()(1111111111a xp s a t b b y k s a t b u k a s a t b b x p
p
υ
园P 的半径是： 2121)()(b y a x R p p -+-= （5-9） 2、最后，我们讨论第三类问题。如图5-5
),(t s Q 半径为
所示，园Q 的园心的坐标为
A r ,点的坐标为),(b a ，园'o 的园心坐标为)','(t s ，半径为r ，假定所求园
心P 点的坐标为p p y x ,，半径为R ，它和园'o 的
切点为
)','('y x A 。
因为园P 和园Q 相切于A 点，所以P 在AQ 的边线上，而且这条边线的斜率
是：
s
a t
b k --= 因此直线AQ 的方程为：
)(a x k b y -+= （5-10） 现在把它写成参数形式：
???
?
??
?+-
=+-=
1
1122
k k b y k a x （5-11）
其中 表示了从A 点到),(y x 的距离。
如果我们取 为园'o 的半径'r ，便得到QA 上的一点'Q 。使''r AQ = 从式（5-11）知道'Q 的坐标（n m ,）：
?
??
?
???
+-=+-=1'1'22
k kr b n k r a m
因为,'''','r O A AQ PA PA ===所以''PO PQ =因此P 在''O Q 的垂直平分线上。
''O Q 的中点B 的坐标υ,u 为：
???
????
+=+=2'2't n s m u υs
而且''O Q 的垂直平分线方程为：
)('u x k y -+=υ (5-12) 其中， n
t s m k --=
''
' 从式（5-10）和（5-12）解得P 点的坐标：
??????
?-+=-+--=
)
(''
u xp k xp k k ak
b uk xp υυ
(5-13)
园P 的半径为： 22)()(b y a x R p p -+-= 为了求出'A ，我们写出直线'PO 的方程：
???
?
???
++=++=d k y y d k x x p p 1''1'1''1'2
2
其中p
p x s y k k --=''，d 表示P 点到)','(y x 的距离。因为：R PA ='所以'A 的坐标
为：
1
'''''1'''22++
=++
=k R k y y k R x x p p （5-15）
综合起来，我们从式（5-13），（5-14）和（5-15）依次得到园P 的园心半径及其和园'o 的切点'A 等。
对于上述三类问题有了解决办法，机翼切割问题就被解决了。
§5-3三次样条曲线
园弧拟合的光顺性比线性拟合有了提高，但在型值点的曲率（或二阶导数）是不连续的。在实际问题，有时需要一种有连续的一阶导数和二阶导数的拟合曲线。例如：在船体设计中，设计师首先给定数数据的型值点准确地画在图上，然后用一根有弹性的木条或有机玻璃条的工具——叫做样条，用压铁使样条通过这些型值点，再适当调整压铁位置，使这样条的形状符合要求后，设计师才沿这样条画出所需的曲线（图5-6）。数学上的三次样条函数，就是在生产实践基础上产生和发展的。
如果我们把这样条看成弹性细梁，压铁看成作用在梁上的集中载荷，则由材料力学知道，两压铁的某一段梁在载荷（二压铁）作用下产生了弯曲变形，其弯矩是线性的，对整个梁来说，弯矩是连续的
折线函数。 按照欧拉方程得出：
)
()(x R EI
x N =
其中)(x M 是弯矩，)(x R 是梁的曲率半径，E 是杨氏模量，I 是惯性矩。梁的曲率半径可用平面曲线的式（3-32）代入，于是：
EI
x M y y )
(2
3
)'1(''2=
+ 对于斜率（或挠度）小的梁，1'< x M y ) ('' （5-16） 由于在各小段上，压块又可看作简单支点或结点，而)(x M 就是两支点间的线性函数，设bx a x M +=)(，代入式（5-16）并积分二次，既可说明实际样条或函数y ，是由两支点的x 三次多项式所描述的，从而建立了数学上的三次样条函数的概念。 现给三次样条函数的定义，设n n o x x x x <-<<<11 的区间n o x x ,，已知型 值点（或结点）的条件为： 若函数)(x y 满足下列条件： 1）);,,1,0()(n i y x y i i == 2）)(x y 在整个区间),(n o x x 中有连续二阶导数； 3）在每一小段子区间),1(i i x x -中，)(),,,2,1(x y n i =是x 的三次多项式， 则称)(x y 是关于已知型值点的三次样条函数),Function Spline Cubic 由它描述的曲线叫做样条曲线。数学的样条是一个分段的几次多项式，而且各小段间的公结点处具有1-n 阶导数的连续性。对三次样条函数而言，在公结点处，它的一阶和二阶导数是连续的，而整个曲线，则由这些小的三次样条曲线的曲线段组成。 §5-4 Fergyson 参数曲线 式（5-16）是对小斜率梁而言的，在实际问题中，有时结点的斜率不是很小，这时解决问题的办法有二个，一是对每一小分段取各自的坐标系，即所谓的局部坐标系)(axes of set local 即以分段二端点的弦作为x 轴。原点和分段的始点 重合；另一种方法是采用参数（矢量）法，把样条函数)(u r 的分量都写成参数u 函数。这个方法的优点是与轴线无关。我们主要讨论这个方法。 1963年，Ferguson 首先在航空设计中引入了三次参数曲线。并将曲线段用下式表示： 33221.)(a u a u a u a u r r o ?++?+== （5-17） 上式是三次样条函数，它有四个矢量系数，需要有34?个系数以确定曲线段。 这四个矢量的几何意义往往又不很明确，因此用该段曲线在始点和终点的r 和 u d r d r ='代替矢量i a 来表达样条曲线列为合适，为简单起见，我们先解决在[0， 1]区间内的问题，其它区间的方程完全类似，将0=u 和1=u 代入式（5-17）及其一阶导数： 3 213 21)1(')0(')1()0(a a a a r a r a a a a r a r o o o o +++==+++== 因此： ???? ? ??? ?++-=---===) 1(')0(')]1()0([2)1(')0(2)]0()1([3) 1(')0(321r r r r a r r r r a r a r a o （5-18） 将上式代入式（5-17），经整理后得： ) )(1(')2)(0(') 23)(1()231)(0()(32322232u u r u u u r u u r u u r u r r +-++-+-++-== ]10[≤≤u （5-19） 其中)1(),0(r r 和)1('),0('r r 分别代表某一曲线段在始点和终点的位置与一阶 导数，具有明确的几何意义。 式（5-18）还可写成矩阵的形式： ?? ? ?? ? ? ? ???? ????----=1122123301000001],1[)(3 2u uu u r （5-20） 导矢)1('),0('r r 和曲线段二瑞点的切矢)0(t 和)1(t 成正比，于是： )1()1('),0()0('10t r t r ?=?= 切矢的模10??和的作用如下，若10??和同时增大，则曲线更加丰满 ）ess ful 75)(ln (-图如果1?保持不变，增大0?，会使更长一段曲线在转入)1(t 方 向之前保持接近)0(t 的方向（5-8）。当10??和的数值很大时，曲线会出现弯折（尖点）和打园圈（多重结点），对于平面曲线，比较安全的办法是使切矢的模 10??和不要大于弦长)0()1(r r -的三倍。 为了控制三次曲线段的形状，避免出现多余的拐点和奇异点（尖点和多重结点），我国苏步青教授引入另外两个叫做切矢相长度的系数λ和μ来表示三次曲线段两个端点10M M 的切矢： 10)1(', )0('r M r ?=?=μλ 是两条端点切线的交点（图5-9），根据λ和u 值的大小的它们在图5-10中的位置即可找出μλ,同三次参数曲线[式（5-20）]上的奇异点和拐点的分布情况： ?? ?? ? ? ??? ??点三次曲线段上有两个拐点三次曲线段上有一个尖点 三次曲线段上有一个重点三次曲线段上有一个拐、、、拐点三次曲线段上无奇点和 、、、42142421432143211,;,),(、B 、B B 、C 、C C 、D 、D D S S S S N N N N μλ 上述规律表明，调整λ和μ的大小可以控制三次曲线段的形状 §5-5 Bezjer 曲线 以上讨论的三次样条曲线和Ferguson 曲线只限于作一曲线通过所有给定的型值点，属于曲线拟合的方法，在许多情况下，使用这种方法可以获得较好的结果，但当使用人机对话式的交互式曲线设计时，用端点切矢的方向与大小等信息去控制曲线时，曲线形状和数学信息之间，不一定有明显的关系，不能给设计指者提供所需图形的直观感觉。 法国雷诺汽车公司的贝齐尔)(Bezier P ?于1962年开始研究以逼近为基础的设计曲线与曲面的方法，并于1972年建立了用汽车车身和冲模的自由曲线和自由曲面的设计系 统——UNISURF 系统。 Bezier 曲线和曲面现已成为计 算机辅助几何设计（CAG ）中最基本的定义曲线与曲面的数学方法之一。用Bezier 提出的方法能构成二次的，三次的和高次的曲线，其中以三次的用的最多。图 5-11所示的三次曲线由两个端点 )()(a r Pa o r Po 、和两个曲线以外点 21,P P 来确 定。点3210,,,P P P P 构成了一个与三次Bezier 曲线相对应的开口多边形， 称为特征多边形)(Polygon stic characteri -，这四个点称为多边形的顶点。设计曲线时，应先选好点3P Po 和,以使设计的曲线通过这二点，再在3P Po 和希望的切线上取 21P P 和点，同时调整10P P 和32P P 的长度，即改变特征多边形的形状，使设计的曲线较为丰满，或者使象图5-7，5-8中的10??和那样，使曲线更加贴近一条切线。显然，Bezier 提出的设计曲线的方法能使设计者明显地感觉到输入和图形输出的关系，使他们可以控制输入参数改变曲线形状，直到得出与预期的形状一致为止。他们可以控制输入参数参数改变曲线形状，直到得出与预期的形状一致为止。 一、Bezier 曲线的定义 1、三次Bezier 曲线段的方程为： 332123)1(3)1(3)1()(r u i r y u r u u ro u u r r +-+-+-== （5-21） 其中，对任何曲线段 10≤≤u 上式也可以写成矩阵的形式： ????? ?? ???????????? ?? ?? ? ???? ?? ??----==321032 133 1036300330001]1[)(r r r r u u u u r r （5-22） 空间矢量)3,2,1,0(=i r i 就是它的特征多边角点（3210P P P P ）的位置矢量，它与曲线的形状有关（图5-11），设计计算时，只要规定特征多边形的四个角点，然后按式（5-21）或（5-22）就可以计算曲线上)10(≤≤u 的点。它不需要考虑对参数的导矢。每个曲线段都有各自的角点以确定各自的曲线形状，这一曲线段角点位置的变化（曲线形状也变化），不影响其它曲线的曲线形状，同时，根据数学证明，只要四个角的相对位置不变，曲线的形状也是不变的，因此，Bezier 曲线的形状与坐标系的选择无关，特征多边形可象刚体那样运动到任何地方，它所形成的Bezier 曲线形状没有变化，这样，给曲线设计带来了很大的自由度。 参数u 在0到1之间变动，从而改变了在相邻二角间边线上分线段比的比值 )3 2 ,21,31(等如=u 以画出要求的曲线（图5-12） 2、二次Bezier 曲线为： 2212)1(2)1()(r u r u u o r u u r +-+-= （5-23） 或 ?????? ??????????????????--=2112001022121][)(r r r u u u r o （5-24） 二次Bezier 曲线的特征多边形角点只有三个（图5-13），其中 )1() (2 r P o r P o == 而且： ) (2)1() (2)(121P P r o P P o r -='-=' 因为它的特征多边形只有两条边，所以二次Bezier 曲线总是平面曲线，而且可以证明它是一条 抛物线。 3、例题： 假定)3,4(),3,2(),1,1(21P P po 和)1,3(3P 是三次Bezier 曲线的特征多边形的四个角点，求三次Bezier 曲线的图形。 解：1）由式（5-21）： 3322223322223)1(3)1(3)1()(r j r j r j r j r u r u u r u u o r u u r o o +++=+-+-+-= （5-25） 式中： 3 322213 )1(3)1(3)1(u j u u j u u j u j o =-=-=-= 3j j o -叫做rnsrein Be ?基函数，式（5-21）又可称为Bezier 曲线的Bernsrein 表达式，那是Forrest R A ??等人在1972年前后发展的。 2）因为参数1≤≤u o ，取 ,35.0,15.0,0=u 1相应的系数321,,,j j j j o 见下表： 计算时，系数J 是u 和（1-u ）的函数，而参数u 与（1-u ）之和等于1，所以当参数u 成对地取成15.05.065.035.085.015.010=+=+=+=+时，可以减少计算工作量。经过这样处理后，系数1j 和2j 完全可以从21,j j 中相当的数据中取用。 3）将式（5-25）改写成如下形式： ?? ?? ??????????????=???? ? ??????????? ??=32132132132113314321)(j j j j j j j j P P P P P P P P u P o o y y y oy x x x ox 因此： ?? ????=?? ? ? ????=?? ?? ????=?? ?? ????=?? ??????=?? ?? ????=????????=13)1(75.1248.3)85.0(36.2122.3)65.0(5.275.2)5.0(367.2248.2)35.0(765.11)15.0(, 11)(P P P P P P o P 连接这些点，即得图5-14的三次Bezier 曲线段的形状。 二、三次Bezier 曲线的几何特征： 1、用o u =和1代入式（5-21）得三次Bezier 曲线始终和终点位置： 2 )1()(r r r o r o == (5-26) 它们表示Bezier 曲线的始点和终点也是特征多边形的始点和终点。 2、导矢： 式（5-21）的一阶导矢为： 32221223]3)1(6[)]1(6)1(3[)1(3)(r u r u u u r u u u o r u u r +--+---+--=' 或： )(3))(1(6)()1(3)(2321212r r u r r u u r r u u r o -+--+--=' (5-27) 于是： ??? ???????-='-=')(3)1()(3)(231r r r r r o r o (5-28) 再对式（5-27）求导，得二阶导矢为： )]()[(6)]())[(1(6)(1223212r r r r u r r r r u u r o ---+----='' (5-29) 于是： ??? ??---=''---='')(6)(6)1()(6)(6)(1223112r r r r r r r r r o r o (5-30) 3、曲率： 由式（3-48）知曲线曲率： 3r r r ' ' '?'= 三次Bezier 曲线在参数0=u 和1时的曲率为： 3 11131327)]()[(6)(3)() ()()(o o o r r r r r r r r o r o r o r o ----?-='''?'= 最后得： ???? ? ?????????????--?-=--?-=3 2323123 1232)(3)()(2)1()(3)()(2)(r r r r r r r r r r r r o o o (5-31) 4、三次Bezier 曲线的奇点和拐点 前曾提及，Bezier 曲线的形状由它的特征多边形的角点321,,,P P P P o 的位置确定，对于三次Bezier 曲线，如果边长1,P P o 和1,P P o 的长度过大，则在该曲线段上会出现奇点和拐点，出现奇点和拐后会影响曲线的光顺，应尽力避。为此，我们按图5-15进行检查。 在平面上给定了特征多边形321,,,P P P P o 后，建立仿射标架{}0,3,oP oP o ， 其中 232//,//P P oPo PoP oP a ，设o o oP y P P op x P P ?=?=2332,，则1P 和2P 点的坐标分别为(x,1)和(1,y)，点R(x,y)称为特征多边形的特点。将特征多边形321P P P P o 。定义的三次Bezier 曲线记作L ，则当特征点R ??? ? ???. ; ; ; Re 上有一个二重点则上有一个尖点则上有二个拐点则上有一个拐点则上有无奇和拐点则ＬＤ；ＬＣL B L S L N 式中，C 是双曲线9 4 )34()34(=--y x 的两支。区域D 的一侧边界是曲线C ， 另一侧边界分别是03303322=+-=+-x y y y x x 和 上海沪东造船厂绘制的几种典型的三闪Bezier 曲线如图5-16所示。 5、三次Bezier 曲线的保凸性 连接特征多边形的两个端点o P 和3P ，得到了封闭的多边形，如果它是凸多边形，则称此特征多边形也是凸的。从图5-16中可以看出，当三次Bezier 特征多边形为凸时，特征点一定落在无拐和无奇点的区域N 中，因此三次Bezier 曲线是何凸的)(hull Convex 。保凸性在计算几何体相交时很有和，可以证明，对于平面几次Bezier 曲线，当其多边形为凸时，Bezier 曲线也是凸的。 6、Bezier 曲线的几何作图法 已知特征多边形的顶点为321,,,P P P P o 和4P 时，曲线上任意一点P 的求法如下（图5-17）： 先预选参数u 为某一定值，再多边形的边上取点使： u P P P P P P P P P P P P P P P P o o ====4 301 332212********* 将点 3121111,,,P P P P o 和连接成一个新的多边形，在新多边形上取点 22122,P P P o 和使： u P P P P P P P P P P P P o ===31 21222121111211111021 同理，还可得： u P P P P P P P P o ==22 1213 121220302 在直线133,P P o 上取点P*使u P P P P o =13033/*，则点*P 为所求Bezier 曲线上的一点直线133,P P o 为该点的切线。 § B 样条曲线 ) (Curve Spline B - Bezier 曲线 是由特征多边形顶点 ) 2,1,0( =i ri 与Bernstein 基函数Jn 的线性组合[见式（5-25）]得出的，修改一个顶点或改变点数量时，将影响整条曲线的形状，需要重新计算，在1972~1974年间， Forrest Riesenfeld Gordon 和,等人拓广了Bezier 曲线，用B 样条基函数代替 Bernstein 基函数，从而将ict Bez -曲线的Bernstein 逼近改为B 样条逼近，他们用 这种方法构造了等距节点B 样条曲线。B 样曲线继承了Bezier 曲线的直观性的优点，又克服了它的不足之处，B 样条曲线与其特征多边形相当接近，便于局部修改，B 样条曲线的另一特点是既分段又连续，它在CAD 中是一种很有前途的造型工具，其中，用得最多的是三次B 样条曲线，其次是二次B 样条曲线，高于三次的，用得最多的是三次B 样条曲线，其次是二次B 样条曲线，高于三次的，用得很少。 一、B 样条曲线的定义： 用准 机械 cadcam试题汇总 一、填空 1．CAD/CAM系是由工作人、硬件和件三大部分組成。 2、CAD/CAM系内部的算机网一般采用局域网。 3、CAD/CAM的英文 Computer Aided Design 和 Computer Aided Manufacturing 写，其中文意思是：算机助和算机助制 造。 4、在 CAD/CAM系集成化展程中，CIMS 技是更高次的集成系，在CAD/CAM系智能化展程中，家系是将人工 智能技首先引入品域的。 5．CAD/CAPP/CAM集成系的型可分型、改型和数据型三种。 68、机械 CAD家系要求解策略包括参数方案、构方案、工参数、形。 7．在形件准化中，国上常用的件有Pro/E 、 CATIA 和 UG、 I-DEAS 等。 8、20 世 90 年代开始 CAD/CAM技主要朝着集成化、智能化、准化和网化的方向展。 9、“ 品模型数据交准”的英文写STEP，它是由 ISO 制定的。 10．数据的数据模型常用的有三种，它是次型、网型和关系型。 11、数据系包括数据和数据管理系两部分。 12、数据系的体系构外模式、概念模式和内模式三种 13、在数据构中，性表的存构有以下二：序存构和式存构。 14、性表的式存构有以下几种：向表和双向表。 15、FoxPro 的运算型有四种，它是算运算、字符串运算、比运算和运算。 16、一般的每一个点可以有任意多个子，在二叉中每个点的子数不能超 2 个，而二叉中的子有左右之分，其次序不能倒。 17、AutoCAD件常用的菜有菜、下拉菜和菜。 18、AutoCAD件中下拉菜的 ***POPn。 19、AutoCAD件常用的菜有屏幕菜、下拉菜、菜三种。 20、菜段固定 ***Image ，子菜之下的第一菜的，表菜只能通屏幕菜或下拉菜用。 21、AutoCAD件中屏幕菜的screen 。 22、框构件“OK”的关字accept。 23、AutoCAD件中菜的***image。 24、在 AutoCAD的框构件中， button 、list_box 、slider 、toggle 是最常用的，他所的构件中文名称分是：按、列表框、条、切开关。 25、框中使用的回函数 action_tile 26、框中最常用的两个退出按是OK 、 Cancel 27、框中最常用的 4 个准退出按是OK 、 Cancel 、 Help 和 Info ?? 28、框中最常用的三个按是Ok、 Cancel 、 Help 。 29、AutoLISP 言使用的数型数据有整数和型数两。 30、AutoLISP 言的算运算采用前运算符，例如：求两数x 、 y 之要写成（ * x y ）， AutoLisp 言的注符；。 31、在成技中零件分的主要方法有法、生流程分析法和分法。 32、成技（ GT）中零件分的基本依据是：构特征、工特征、生与划特征。 33、算机“成技”的英文写GT。 34、OPITZ 分系的四个助分表示主要尺寸、材料及理、毛坯原始形状和精度。 35、在零件分方法中，生流程分析法可以分关机床法、序分枝法和聚分析法。 36、零件分法中的分法可以分特征位法、位法和特征位域法 37、算机集成制造系的 4 个用分系是管理信息系、工程系、制自化、量保系。 38、在成式 CAPP系中行决策的两种常用方法决策和决策表 医疗行业应用及需求调研报告 【链接解读】正如上文所言，医疗行业的信息化还有许多不尽如人意之处，大部分医院的信息化建设还处于管理信息系统向临床信息系统转化的过程中，而且全行业信息化的进一步开展还面临着资金、人才、产品等方面的障碍，但本调研报告所反映的信息却足以让人对其未来发展产生信心。 本调研报告对医疗行业信息化投资的需求重点、变化趋势、重点项目及采购流程都进行了深入的分析，虽然2002年全行业的投资情况比往年略有下降，但我们高兴地看到，由于一些重点项目的逐步开始运作，2003年的IT投资额会有较大程度的提高。 医疗行业应用及需求调研报告 1. 医卫行业IT需求重点方向 最近几年来，医疗卫生行业主要的信息化发展方向有HIS建设、内部网络建设、收费系统、临床系统以及办公自动化等方面，其中有66%的被调查者近几年的重点工作是HIS建设。此外，也有35%的被调查医院近几年主要工作是内部网络建设，有些医院是在内部网络基本建设完备的基础上再开始逐步推进各业务部门的信息化项目，也有一些医院是在局部项目进行的过程中不断扩展网络。 收费系统作为大“HIS”概念中的一个子系统，通常是各医院开展信息化工作最先投入进行的一部分，调查显示，很多医院所谓的HIS仍停留在收费系统的阶段。同时，我们发现，有的医院近几年的工作重点已经放在了临床医疗系统方面，这是医院信息化建设水平提升的一种表现。 图1 中国医卫行业信息化发展重点方向 数据来源：CCW Research 2002.10 2. 医卫行业IT投资变化特点 进入2002年，医院信息化建设的重点方向也在发生着变化，根据计世资讯对 医卫行业的调查显示，变化的方向较为分散，其中最多的是开始建设或者完善扩大HIS 系统，还有一部分医院正在由医院管理向临床医疗信息系统的方向变化。 图2 中国医卫行业信息化重点变化特点 数据来源：CCW Research 2002.11 3. 医卫行业IT投资分析 2002年，100万左右的信息化投资规模在中国的大中型医疗机构中占据了较大比例，其中50～100万的占23.5%，100～200万的占22%，30～50万占19%。 一些医院对2003年全年的IT投资规模作出了预计，50～100万的占18%，100～200万的占20%，30～50万的占14%，而200～300万、300～500万以及500万以上投资规模的比例比2002年有所提高，分别为16%、12%和8%。 总体来说，医卫系统的信息化建设投资是在逐年增加的。最近几年，大约有40%的医院是逐年增加投资，还有接近40%的医院则是分阶段投入，所谓分阶段，主要是指随建设项目以及项目进展阶段不同而变化的，比如，医院在规划重点项目时，往往投资较大，但具体到每年也是分期投入。 对照2002年、2003年以及近年平均投资规模的水平，可以看到这样一个趋势，2002年的投资情况比常年略有下降，而2003年与2002年相比则有一定好转，我们可以看到，2003年较大投资规模的比例有所上升，而投资额较小的比例有所下降。因此，我们有理由对于2003年医卫行业在信息化建设方面的投入加大持乐观态度。特别是考虑到下文中将要介绍的医卫行业2003年重点开展项目的情况，基本上可以肯定地认为2003年医卫行业IT投资额会有较大程度的提高。 4. 2003年IT投资重点项目 2002～2003年，医卫行业正在进行或规划启动的信息化项目主要有HIS系统的完善、整合，启动建设HIS，办公自动化，系统升级以及临床医疗系统等。有相当数量的医院明确了具体的建设项目，如医学影像系统（属于临床医疗系统范畴）、电子病历、远程医疗、药房管理等。值得注意的是很多医院已经把PACS系统的建设提上议 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）开题报告题目：洗衣机系统的控制器设计 系（部）计算机应用技术 专业计算机科学与技术 学生李科学 学号1089114125 班号089114125 指导教师高洪志 开题报告日期2011.09.15 哈工大华德学院 说明 一、开题报告应包括下列主要内容： 1．通过学生对文献论述和方案论证，判断是否已充分理解毕业设计（论文）的内容和要求 2．进度计划是否切实可行； 3．是否具备毕业设计所要求的基础条件。 4．预计研究过程中可能遇到的困难和问题，以及解决的措施； 5．主要参考文献。 二、如学生首次开题报告未通过，需在一周内再进行一次。 三、开题报告由指导教师填写意见、签字后，统一交所在系（部）保存，以备检查。 指导教师评语： 指导教师签字：检查日期： 一、课题的开发背景与需求分析 1859年，一个叫汉密尔顿-史密斯的美国人在匹兹堡制成了世界上第一台洗衣机。该洗衣机的主件是一只圆桶，桶内装有一根带有桨状叶子的直轴。轴是通过摇动和它相连的曲柄转动的。同年史密斯取得了这台洗衣机的专利权。但这台洗衣机使用费力，且损伤衣服，因而没被广泛使用，但这却标志了用机器洗衣的开端。随后的时间里，蒸汽洗衣机之后，水力洗衣机、内燃机洗衣机也相继出现。随着科学技术的飞速发展，洗衣机的发展也越来越壮大，其功能也越来越完善，其功能从开始的单一洗涤，到后来的脱水甩干，再到后来的全自动化，功能不断创新，实用性大大增强，为平时忙碌的人们节省了大量时间。洗衣机也成为家家户户不可缺少的一种家用电器。 二、调研分析 中国洗衣机业经过20多年的发展，已成为一个较成熟的产业。与其他家电产品相比较，这一产业处于一个相对平稳并具有优势的环境.2006年1-12月全国家用洗衣机累计产量为29,384,944.62台，与2005年同期相比增长了15.93%。2007年1-12月中国洗衣机企业继续保持稳定的增长势头，全国家用洗衣机累计产量为34,814,413台，与2006年同期相比增长了13.93%；2008年国内家用洗衣机市场总销量有望超过1800万台，同比增长9%左右。因此，洗衣机制造必须抓住新的发展形势，加大科技创新，注重节水节能，提高技术含量。 机械CADCA眩题（期末） 机械cadcam试题汇总 一、填空题 1. CAD/CAM 系统是由工作人员、硬件和软件三大部分組成。 2、CAD/CAM系统内部的计算机网络一般采用局域网。 3、CAD/CAM 的英文Computer Aided Design 和Computer Aided Manufacturing 缩写，其中文意思是：计算机辅助设计和计算 机辅 助制造。 4、在CAD/CAM 系统集成化发展过程中，CIMS 技术是更高层次的集成系统，在CAD/CAM 系统智能化发展过程中，专家系 统是 将人工智能技术首先引入产品设计领域的。 5. CAD/CAPP/CAM 集成系统的类型可分为传统型、改进型和数据驱动型三种。 68、机械CAD专家系统要求解策略包括参数方案设计、结构方案设计、工艺参数设计、图形设计。 7、在图形软件标准化中，国际上常用的软件有Pro/E、CATIA和UG、I-DEAS等。 8、20世纪90年代开始CAD/CAM 技术主要朝着集成化、智能化、标准化和网络化的方向发展。 9、“产品模型数据交换标准”的英文缩写为STEP，它是由ISO制定的。 10 ?数据库的数据模型常用的有三种，它们是层次型、网络型和关系型。 11、数据库系统包括数据库和数据库管理系统两部分。 12、数据库系统的体系结构为外模式、概念模式和内模式三种 13、在数据结构中，线性表的存储结构有以下二类：顺序存储结构和链式存储结构。 14、线性表的链式存储结构有以下几种：单向链表和双向链表。 15、FoxPro的运算类型有四种，它们是算术运算、字符串运算、比较运算和逻辑运算。 16、一般树的每一个结点可以有任意多个子树，在二叉树中每个结点的子树数不能超过2个，而二叉树中的子树有 左右之分，其次序不能颠倒。 仃、AutoCAD软件常用的菜单有图标菜单、下拉菜单和图标菜单。 18、AutoCAD 软件中下拉菜单的标题为***POPn。 19、AutoCAD 绘图软件常用的菜单有屏幕菜单、下拉菜单、图标菜单三种。 20、图标菜单段标题固定为***lmage，子菜单标题之下的第二项为图标菜单的标题，图表菜单只能通过屏幕菜单或下拉菜单调用。 21、AutoCAD软件中屏幕菜单的标题为screen 。 22、对话框构件“ 0K ”的关键字为accept 。 23、AutoCAD 软件中图标菜单的标题为***imaae。 24、在AutoCAD的对话框构件中，button、list_box、slider、toggle是最为常用的，他们所对应的构件中文名称分别是：按钮、 列表框、 滚动条、切换开关。 25、对话框中使用的回调函数为action tile 26、对话框中最常用的两个退出按钮是OK、Cancel 27、对话框中最常用的4个标准退出按钮是OK、Cancel 、Help 和Info…… 28、对话框中最常用的三个按钮是Ok、Cancel、Help。 29、AutoLISP语言使用的数值型数据有整数和实型数两类。 30、AutoLISP语言的算术运算采用前缀运算符，例如：求两数x、y之积要写成(* x y)，AutoLisp语言的注释符为 31、在成组技术中零件分类的主要方法有视检法、生产流程分析法和编码分类法。 32、成组技术(GT)中对零件分类编码的基本依据是：结构特征、工艺特征、生产组织与计划特征 33、计算机“成组技术”的英文缩写为GT。 34、OPITZ分类编码系统的四个辅助码分别表示主要尺寸、材料及热处理、毛坯原始形状和精度。 35、在零件分类方法中，生产流程分析法可以分为关键机床法、顺序分枝法和聚类分析法。 调研报告 1.课题的来源及意义 传统电风扇具有以下缺点：风扇不能随着环境的变化自动调节风速，这对那些昼夜温差很大的地区是致命的缺点，尤其是人们在熟睡时不但浪费资源，还很容易使人感冒生病；传统电风扇机械的定时方式常常会伴随着机械运动的声音，特别是夜间影响人们的睡眠，而且定时范围有限，不能满足人们的需求。鉴于这些缺点，我们需要设计一款智能的电风扇温度控制系统来解决。 温控风扇系统，是根据当时温度情况去自动开通和关闭电风扇，能很好的节约电能，同时也方便用户们的使用更具人性化。而且温控风扇系统在工业生产。日常生活中都有广泛的应用，如在工业生产中大型机械设备的散热系统，或限制笔记本电脑上的智能CPU风扇等基于单片机的温控风扇都能根据环境的温度高低自动启动或停止转动，并能根据温度的变化实现转速的自动调节，在现实生活中具有非常广泛的用途，而本次的研究是基于ATS89C51单片机以及DS18B20数字温度传感器的温控风扇系统，可使系统测量更加精确,电路更加简单，具有很高的研究价值。 2.国内外的该方面发展和发展趋势 现代信息技术的三大基础是信息采集(即传感器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)。传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域，数量高居各种传感器之首。 近百年来，温度传感器的发展大致经历了以下三个阶段；(1)传统的分立式温度传感器(含敏感元件)；(2)模拟集成温度传感器／控制器；(3)智能温度传感器。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展。 温度控制系统在国内外各个领域都占有重要的地位。温度控制系统是人类供热、取暖的主要设备的驱动来源，它的出现迄今已有两百余年的历史。期间，从低级到高级，从简单到复杂，随着生产力的发展和对温度控制精度要求的不断提高，温度控制系统的控制技术得到迅速发展。当前比较流行的温度控制系统有基于单片机的温度控制系统，基于PLC 的温度控制系统，基于工控机（IPC）的温度控制系统，集散型温度控制系统（DCS），现场总线控制系统（FCS）等。各种温度系统都有自己的优缺点，用户需要根据实际需要选择系统配置，当然，在实际运用中，为了达到更好的控制系统，可以采取多个系统的集成，做到互补长短。 温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从生产的温度控制 一、填空题 1.Pro/E Wildfire 使用尺寸来驱动特征，即通过修改尺寸可以驱动模型，已建立的模型随尺寸的改变而改变。 2.进入Pro/E的零件模式时，窗口右侧的特征工具栏中放置了常见的特征，便于用户查找，可以依据作用的不同，分为基准、基本特征、工程特征、和编辑特征4种类型。 3.通过“创建两点直线”命令绘制的直线需要的两个要素是起始点和终止点。 4.Pro/ENGIEER中可以建立的基准特征包括了平面、轴和坐标系。 5.要建立一个装配或者组件，用户必须首先调入或者建立一个基础部件（零部件或子装配），或建立三个正交的基准面作为第一个特征。, 6.零件、组件和钣金件都可以用作设计模型 7.在不做任何配置的情况下进入草绘里默认的尺寸是弱尺寸。 8.在工程图里创建投影视图时，必须要先创建一般视图（或主视图）。 9.抽壳命令里除了必须选的移除面外，还有一个非缺省面的选项。 10.倒圆角时可选的参照有：①边，②面面，③面边。 11.在视图管理器（或View Manager）命令中可以完成剖面和爆炸图。 12.镜像可以对①特征，②多特征/特征组，③零件几何（或实体几何）。 13.特征阵列可选的参照有：①单向尺寸。②双向尺寸③方向④轴。⑤参照⑥填充 14.孔命令里可选的参照有①同轴②线性③平面径向④柱面径向 二、选择题 1.Pro/E Wildfire 2.0参数化建模的特点有：（C ） A．基于特征 B．全尺寸约束 C．尺寸驱动 D．单一数据库 2、3D图形是由事先在（A ）中绘制的2D图形通过空间中的几何变换得到的。 A草绘器B编辑器C指示器D捕捉器 4、Pro/ENGIEER中绘制零件实体造型的过程被称之为（ B ） A 2D造型 B 3D 造型 C 曲面造型D绘制工程图 5、进行装配工作的过程是在Pro/ENGIEER的（ D ）模式下进行的。 A 绘图 B 造型 C 曲面 D 组件 6、“参照模型类型”选项组中，有3个选项；其中表示参照模型和设计模型将指向同一个文件， 彼此相互关联。（ C ） A．按参照合并 CAD／CAM软件在机械制造业中的应用 一、绪论 CAD/CAM也称计算机辅助设计和计算机辅助制造集成，CAD/CAM技术在机械工程领域的应用起源20世纪60年代，最早用于航空领域，解决由于飞机速度不断提高而引起的飞机设计和制造问题。它是门新型的、多学科综合应用的新技术，代表着当今世界最先进的制造技术之一。对制造业来说，CAD/CA是提高产品设计品质和制造品质、缩短产品开发周期，降低产品开发成本的强有力手段，已成为企业赢得市场的制胜法宝。本文介绍了几种常用的CAD/CAM软件，并对CAD/CAM软件使用中的优缺点做了简单分析。 二、数控机床与CAD/CAM 1.概述 数控技术是机械加工技术、微电子技术、监控检测技术、计算机技术、自动控制技术等多种学科的集成，是一门新兴而又发展十分迅速的高新技术。CAD （ComputerAided Design），即计算机辅助设计，在数控加工过程中是一种生产辅助工具，它将计算机高速而精确的运算功能，大容量存储和处理数据的能力，丰富而灵活的图形、文字处理功能与设计者的创造性思维能力、综合分析及逻辑判断能力结合起来，形成一个设计者思想与计算机处理能力紧密配合的系统，大大加快了设计进程。CAM（Computer Aided Manufacturing），即计算机辅助制造。计算机辅助设计及制造与数控加工结合，是现在数控机床技术应用的主流，能够达到非常理想的加工效果。使用各种CAD/CAM软件将加工思想经过软件的一系列操作生成G代码，使用执行操作软件执行代码进而加工成品。 2.软件分类 设计软件，进行零件的绘制，如流行的绘图软件AutoCAD以及UC，PRO/E。制造软件，通常指CAM软件，最终生成加工代码。大部分的制造软件也具有建模绘图功能。制造软件生成标准的G代码，然后将设计出的思想在机床上加工成型，也就是将NC代码送入机床，机床按照指令加工出来，主要包括设置加工环境，设置加工工序，生成轨迹文件，及后置处理等。执行软件，就是根据代码指令指挥机床完成零件加工的软件。 3.CAD/CAM集成系统 随着CAD/CAM技术和计算机技术的发展，人们不再满足于这两者的独立发展，从而出现了CAM和CAD的组合，即将两者集成（一体化），这样以适应设计与制造自动化的要求，特别是近年出现的计算机集成制造系统（CIMS）的要求。这种一体化结合可使在CAD中设计生成的零件信息自动转换成CAM所需要的输入信息，防止了信息数据的丢失。产品设计、工艺规程设计和产品加工 关于大数据在医疗行业应用的调研报告 1引言 早期的医学研究成果、病人的信息等，往往都以纸质档的形式锁在文件柜中。近年来，随着计算机技术、互联网技术、信息技术等的高速发展，医疗领域内的信息包括病历数据、医学检验数据和医学影像数据等正从纸质的单一数据信息向系统的数据信息方式转变。与此同时，大型卫生信息平台、医疗业务体系也在逐步建立完善。这就决定了，大数据技术必将对医疗卫生领域带来重大影响。 大数据技术使得我们可以不再完全依赖于随机采样，通过分析挖掘获取小数据无法提取的有价值信息。大数据技术可以通过临床决策支持、医疗药品研发、健康危险因素分析等方面为医疗领域从大体量、高复杂的数据中提取价值，将有可能给医疗行业开拓一个新的黄金时代。 2大数据技术在医疗领域的应用情况及发展前景 2.1大数据技术在医疗领域的应用 大数据技术在医疗领域的技术层面、业务层面都有十分重要的应用价值。在技术层面：大数据技术可以应用于非结构化数据的分析、挖掘，大量实时监测数据分析等，为医疗卫生管理系统、综合信息平台等建设提供技术支持；在业务层面：大数据技术可以向医生提供临床辅助决策和科研支持，向管理者提供管理辅助决策、行业监管、绩效考核支持，向居民提供健康监测支持，向药品研发提供统计学分析、就诊行为分析支持。 （1）大数据技术在医疗系统、医疗信息平台建设中的应用 大数据技术可以通过建立海量医疗数据库、网络信息共享、数据实时监测等方式，为国家卫生综合管理信息平台、电子健康档案资源库、国家级卫生监 督信息系统、妇幼保健业务信息系统、医院管理平台等提供基本数据源，并提 供数据源的存储、更新、挖掘分析、管理等功能。通过这些系统及平台，医疗 机构之间能够实现同级检查结果互认，节省医疗资源，减轻患者负担；患者可 以实现网络预约、异地就诊、医疗保险信息即时结算。 （2）大数据技术在临床辅助决策中的应用 实验课程：单片机原理及应用 实验项目：单片机控制LED灯亮灭专业班级： 学号： 姓名： 实验日期： 实验一单片机控制LED灯实验. 一、实验目的 1、进一步掌握Keil的使用，熟悉单片机C语言编程。 2、学习I/O口的使用方法。 二、实验原理 发光二级管是半导体二极管的一种，可以把电能转化为光能，常简写为LED。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。只要加在发光二极管两端的电压超过它的导通电压（一般为1.7V-1.9V）它就会导通，而当流过它的电流超过一定电流时（一般2-3mA）它就会发光。LED常用在MCS-51单片机中指示单片机的某个开关量的状态。 对单片机的控制，其实就是对I/O口（单片机引脚）的控制。单片机共四个端口，P0、P1、P2、P3；每个端口分别有8个引脚 P0.0-P0.7、P1.0-P1.7、P2.0-P2.7、P3.0-P3.7；这32个引脚既可以作输出脚，又可以作输入脚。作输出脚时，单片机可以控制指示灯、数码管、电机等外部器件；作输入脚时，可以“感受”按键、开关、传感器等外部器件（例如接收数据-此就是作为输入脚的），单片机的每个引脚都是可以分开控制的，即独立的给高或者低电平。 想要点亮一个小灯，首先要将小灯与单片机的一个I/O 口连接好，然后将此引脚给高或者低电平，接着这个小灯就可以按照你给的电平实现点亮或熄灭了。 三、硬件电路设计 LED模块排线接口如图3-1所示。依据实验原理，只要将所需控制的LED 对应排线引脚连接到单片机一个I/O口即可。 1、连接方法：JP11（P2）和JP1和LED灯的JP1用8PIN排线连接起来。 2、硬件说明：使用单片机的P2口来驱动8个LED，发光二极管的阳极接高电平，故P2口 为低电平时，就可以驱动其点亮。 2008-2009学年第一学期期末考试试题（A卷） 计算机辅助设计与制造 使用班级：05162401、05162402 总分100 一、填空题（每空1分共10分） 1、CAD/CAM定义为产品从设计到制造全过程的信息 得分 集成和信息流的自动化。 2、实体的六层拓扑结构包括体、壳、面、环 、边和顶点。 3、机械CAD/CAM建模技术包括几何建模、和三个阶 段，其中几何建模主要包括线框建模、曲面建模和 实体建模。 4、自动编程系统的前置处理分为输入翻译和轨迹计算 得分 分共10分） 1、下列哪种设备不属于图形输入设备（ b ）。 A.扫描仪 B.显示器 C.键盘 D.鼠标 2、如果在立方体上只有一条棱边被倒角，依照欧拉检验公式V － E ＋ F ＝ 2 （S － H）＋ R，有（ A ）。 A．V=10、E=15、F=7、S=1、H=0、R=0。所以10-15+7=2(1-0)+0 B．V=10、E=14、F=7、S=1、H=0、R=1。所以12-14+7=2(1-0)+1 C．V=8、E=12、F=6、S=2、H=1、R=0。所以8-12+6=2(2-1)+0 D．V=8、E=12、F=6、S=1、H=0、R=0。所以8-12+6=2(1-0)+0 3、下面哪种曲线和曲面提供了对标准解析几何和自由曲线、曲面的统一数学描 述方法。（ C ） A.贝齐尔 B.B样条 C.NURBS D. 以上三者 4、实体造型的集合运算主要包括：差、( A )、交。 A.并 B.非 C.与非 D.或 5、右图所示为网络的哪种拓扑结构( B )。 A.总线型拓扑结构 B.星型拓扑结构 C.环型拓扑结构 D.网状拓扑结构 6、实施基于GT的CAPP系统的第一步是确定零件的（ A ）。 A. 分类编码系统 B. 柔性编码系统 C. 刚性编码系统 D. JLBM-1系统 《CAD/CAM软件应用技术基础》课程标准 一、课程性质和任务 《CAD/CAM软件应用技术基础》是数控技术应用专业设置的一门专业必修课，是学生具备了《机械制图》、《AutoCAD》平面绘图、《数控编程技术》（含工艺）等基础知识后开设的课程。该课程是学生掌握三维数字建模和计算机辅助编程的重要理实一体化教学环节，教学时数为144学时。《CAD/CAM软件应用技术基础》的主要任务是学习二维曲线的绘制与编辑、实体建模、曲面建模、工程制图、装配、二维线框铣加工、平面铣加工、三维定铀铣加工、点位加工、多轴加工及UG软件的机床后置处理技术和程序仿真验证的方法与技巧，使学生掌握CAD/CAM的基础知识，具有CAD/CAM软件应用的基本技能，能够利用UG软件进行一般复杂程度零件的设计与制造，为适应机械产品三维设计及加工等岗位作准备。 二、课程教学目标 通过以工作任务导向以及典型零件数控加工的实际工作项目活动，使高等职业学院的数控技术专业的学生了解数控技术专业的学习领域和工作领域等专业知识与技能，能够熟练地使用计算机辅助设计软件与专业技术等，培养学生具备产品数控技术的实际工作技能，为学生未来从事专业方面实际工作的能力奠定基础。 （一）知识目标 1）掌握UG软件三维数字建模的相关知识；2）掌握UG软件装配设计的相关知识；3）掌握UG软件工程图的相关知识；4）掌握UG软件自动编程的相关知识。（二）能力目标 1）能熟练使用UG软件完成典型机械零件的三维建模工作；2）能熟练使用UG软件完成中等复杂装配体的三维装配设计工作； 3）能熟练使用UG软件完成由三维模型生成符合国标的工程图纸的工作； 4）能够熟练使用UG软件完成较复杂机电产品的自动编程，并能生成后处理程序上机操作。 5)能熟悉多轴自动编程6）能了解多轴加工7）能了解在线加工 （三）素质目标 1）良好的表达能力和人际沟通能力；2）爱岗敬业与团队合作的基本素质；3）良好的工程意识。 三、教学课时：120 学时 四、课程目标 通过本课程的学习，使学生熟悉并掌握一种软件的操作，能独立运用软件完成轴类零件的平面造型及中等复杂程度零件的三维造型。在具备金属切削基本理论，机械制造工艺基本理论的基础上，能根据工件材料、加工要求等各种具体情况，合理选择刀具，确定切削用量等各种工艺参数，会后置处理、生成数控加工程序，并在数控机床上完成零件的加工。 职业能力目标： ********学院 《外围电路模块设计》项目设计报告 项目设计题目：********的设计 系部名称：************* 专业: ************* 班级: ******** 指导老师: *** 小组成员: *** *** **年**月**日 目录 引言 (1) 一、基本电路原理 (2) 1、电源电路 (2) 2、复位电路 (2) 3、时钟电路 (3) 4、通信电路 (4) 二、绘图过程 (4) 1、设计电路图 (4) 2、原理图分析 (5) 3、检查并修改原理图 (6) 4、绘制PCB图 (6) 三、焊接元器件 (7) 四、程序的编写 (8) 五、烧录过程 (9) 1、产生HEX代码 (9) 2、程序下载到AT89S52单片机 (10) 六、产品调试 (13) 七、总结 (14) 附录 引言 单片机最小系统又可以称为最小应用系统,具体是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统,最小系统一般应该包括:单片机、晶振电路、复位电路。单片机的主要的功能是负责整个系统的控制，不承担复杂的数据处理任务，因此在设计单片机最小系统时通常选用AT89C51,AT89C52,AT89S51,AT89S52（S系列芯片支持ISP的功能）等型号的8位单片机作为MCU(多点控制单元)。 AT89S52低功耗高性能CMOS 8位单片机，40个引脚，片内8k Bytes ISP 的可反复擦写1000次的FLASH只读程序存储器，256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，器件采用A TM 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，片内置通用8位中央处理器及FLASH存储单元，功能强大之AT89C52单片机为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效之解决方案，为您提供许多较复杂系统控制之应用场合。AT89C52可按照常规方法编程，也可以在线编程。 此次我们设计的单片机最小系统以AT89S52单片机为中心控制器，其中包含了电源电路、时钟电路、复位电路、串口通信电路。 姓名：专业：班级：学号： 试题名称：机械CAD/CAM …………密…………………封…………………线…………………… 一、填空题：(按顺序将答案写在答题纸上，注意标明题号)（35分） 1. 是零件结构分析中最常用的一种计算机辅助工程分析工具。 2. 是系统软件的核心。由它来指挥和控制计算机的 和。 3. CAD/CAM的集成问题主要就是的集成问题，最终反映出、表现出的是数据 的。 4. 数据的管理技术有、和三种，其中是CAD/CAM集成系统的关键技术之一。 5. 三维物体在空间的运动都可分解为由运动和运动的组合来实现。6．数据的物理结构通常有和两种存储方式 7. 人机交互任务归纳起来主要是、、、、 和和六项。 8. 是CAD/CAM系统发展过程中应用最早、也是最简单的一种建模方法。 9. 按照物体生成的方法不同，实体建模的方法可分为和两种。 10.计算机内部表示三维实体模型的方法很多，常见的有、、 和。 11.CAPP是英文的缩写。 12.在优化设计中，根据目标函数和约束条件与设计变量的关系考虑，优化设计问题可以分为：和 13.数控自动编程语言中影响最深、最具有代表性的是美国MIT研制的系统。 14.目前研究提出的CIMS体系结构基本上可分为三类：面向CIMS系统的体系结 构、面向CIMS系统的体系结构和面向CIMS系统的体系结构。 15.派生法CAPP系统的工作原理是根据中相似性原理。 二、选择题：(按顺序将答案写在答题纸上，注意标明题号)（10分） 1. 世界上第一台电子计算机出现在年。 A. 1954 B. 1974 C. 1964 D. 1946 2. 以下数据结构不属于线形结构的是。 A. 线形表 B. 数组 C. 队列 D. 树 3．把CAD和CAM的信息连接起来，实现CAD/CAM一体化的关键性中间环节是。 A. CAD B. CAM C. CAPP D. CAE 4. 表面建模在计算机内部采用的数据结构是结构。 A. 表 B. 数组 C. 树 D. 网 5. 以下不属于CAD/CAM系统的基本功能的是。 A．图形显示功能 B. 输入输出功能 C. 交互功能 D. 网络功能 名称解释 1.WCS：工作坐标系，它定义XC-YC平面，大部分几何体在该平面上创建。 2.配置文件：以线串的方式创建一系列的直线和圆弧，上一条曲线的终点自动成为下一条曲线的 起点。 3.部件导航器：以树状结构表示各模型特征之间的关系，各个模型特征以节点的形式存在于部件 导航器中。 4.从底向上建模：这种建模技术是先对部件和组件进行单独编辑或创建，在装配程子装配部件， 最后完成装配部件。在这种配件设计方法中，在零件级上对部件进行的改变会自动更新到装配件中。 5.父视图：工程制图中进行各种视图操作所依据的视图，父视图是现有的视图，它的作用新添加 视图（子视图）的投影、对齐和位置的创建参考。父视图可以是导入的模型和视图、正交视图或辅助视图。 6.合适窗口：调节工作视图中心和比例以显示所有对象。 7.扫描特征：它包括拉伸扫描、回转扫描、沿导线扫掠和管道扫描四种操作。 8.面倒圆：是在选择的两个面的相交处建立圆角。 9.子装图：是指在上一级装配中被当作组件来调用的装配部件。 10.基本视图：由三维实体模型向指定方向投影所生产的视图，如俯视图、前视图、右视图、左视 图等，基本视图是您导入到图纸上的建模视图。基本视图可以是独立的视图，也可以是其他视图纸类型（如剖视图）的父视图。 判断题 1.在UGNX特征建模中，【打孔】操作错了可以创建简单孔还可以创建锥形孔和方形孔。（X） 2.当用户在对话框中完成所有参赛的设置后，可单击鼠标中键确定。（√） 3.扫掠创建曲面的方法是把截面线串指定路径扫掠获得。（√） 4.创建圆台、键槽特征时，放置面必须是曲面。（X） 5.利用拉伸特征，既可以创建实体又可以创建片体。（√） 6.特征创建定位时，总是选择工具边缘或者控制点，再选择目标边或控制点（X） 7.实体对象的尺寸参数可以利用部件导航器进行修改。(√) 8.凸台的拔模角度可以是正值，也可以是负值。（√） 9.在装配导航器上可以查看组件之间的定位约束关系。（√） 10.UG工程图图也可以直接利用草图工具生产。（√） 填空题 1.“特征建模”和“自由形状建模”的前提条件是实体建模。 2.草图的约束状态有三种，第一种是欠约束，第二种是完全约束，第三种是过约束。 3.利用截面曲线绕一轴线旋转到一定角度所形成的实体称为回转体。 4.创建成形特征需要一个安放面，其中环形沟槽的安放面为圆柱面或圆锥面。 5.【螺纹】特征提供了两种创建螺纹的方式，即符号螺纹和详细螺纹。 6.通过制定的两条线截面线串和对齐方式来创建的曲面称为直纹面。 7.要将两个或者多个片体连接在一起构成单一片体的操作称为缝合特征操作。 8.【腔体】中“常规”腔体创建时，其安放面可以是平面也可以是曲面。 9.将装配体中的各个零部件或者子装配拆分成特定分散状态和位置的视图称为爆炸图。 10.对齐视图包括五种视图的对齐方式，可以将所有视图中的第一个视图的基准点作为基点，对所 计算机应用专业调 研报告 计算机应用专业调研报告 为了更好的进行专业建设，更准确的进行专业定位，从10月—5月期间对计算机专业就业岗位、用人需求进行了市场调研，在调研过程中侧重了解用人单位的相关岗位能力、素质要求，主要地点是宁波周边，现将调研结果总结如下： 一、调研的目的 此次进行调研的主要目的是了解计算机行业的人才需求目标，能力要求以及行业的工作过程，以此来修改人才培养方案和进行课程建设。 二、调研的主要方式 1、要想了解企业对人才的要求，最好的方式我认为就是看 招聘启示，一个企业的硬性需求都写在招聘启示中了。 因此我首先上网查询本行业相关的大型企业的招聘要 求，了解行业所需的前沿知识。 2、由于计算机学科的特殊性，知识体系翻新速度非常快， 了解整个行业的发展动态有助于我们制定我们的人才培 养方案和课程建设，因此我又在网上查找行业的最新动 态以确定我进行企业调研的方向。 3、走访兄弟院校，在分院领导的带领下，到大红鹰职业技 术学院、浙大软件学院，与她们的计算机应用专业老师 进行研讨，了解她们的专业定位，课程设置。 4、走访企业，利用检查顶岗实习学生机会与多家学生实习 企业交谈，邀请周边计算机相关企业到学校进行座谈， 多形式、多渠道了解企业的用人需求， 5、利用自己的人际关系进行电话访谈。 三、调研的主要内容 1、计算机行业的发展现状 2、计算机行业的人才需求状况 3、宁波及长三角地区的计算机企业现状 4、我们所培养的学生适合的岗位群 5、如何根据调研内容提出对人才培养方案的修改建议 四、调研结果 1、关于计算机行业 至今，宁波及长三角地区的计算机行业结构正在发生变化，宁波服务外包产业从无到有，并以年均30%以上的速度递增，一跃成为全国知名的服务外包城市。市外经贸局有关统计数据显示，宁波市服务外包业务总额达42.03亿元，服务外包企业394家，从业人员 1.72万人。当前，微软、IBM、神州数码等一批国内外著名服务外包企业纷纷落户宁波。同时，由国际著名IT培训机构印度NIIT和宁波职业技术学院联合成立的宁波NIIT服务外包人才培训中心已开始授课运作，为宁波启动经济“绿色引擎”输送高质量的专业人才。 尽管宁波还不是中国软件服务外包示范城市，但宁波已涌现 实习任务书 学生姓名：专业班级：通信1004 班 指导教师：刘新华工作单位：武汉理工大学 题目:单片机应用实习报告 初始条件: 单片机最小系统、下载电路、扩展电路、软件（PROTEUS等）、万用表、电烙铁等工具 要求完成的主要任务: 1）完成单片机最小系统的设计、焊接、调试 2）完成ISP下载电路的设计、焊接 3）完成系统软件的设计，包括程序结构设计、流程图绘制、程序设计 4）在单片机最小系统硬件上实现任务3中规定的功能 时间安排: 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日 目录 摘要 (3) Abstract........ .. (4) 1实习执行大纲 (5) 1.1实习目的 (5) 1.2实习要求 (5) 1.3 基本任务 (6) 2 基本原理 (7) 2.1 STC89C52单片机介绍 (7) 2.2 单片机最小系统 (13) 2.3 键盘检测原理 (14) 2.4数码管显示 (15) 2.5温度传感器 (16) 2.5.1温度传感器概述 (16) 2.5.2 DS1820温度传感器介绍 (17) 2.6串口通信 (20) 3硬件设计 (21) 3.1实验总电路图 (21) 3.2矩阵键盘 (22) 3.3数码显示 (22) 3.4 温度传感器 (23) 3.5双机通信 (23) 4软件设计及仿真 (24) 4.1 键盘输入及数码管显示 (24) 4.2温度传感器仿真 (26) 4.3 串口通信 (27) 5硬件实物图 (29) 6 小结 (32) 7.参考文献 (33) 8元件清单 (34) 附录 (36) 摘要 随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术,单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同种类的传感器，可实现诸如电压、湿度、温度、速度、硬度、压力等的物理量的测量。本文将介绍一种基于单片机控制理论及其应用系统设计的数字温度计。本文主要介绍了基于AT89C51单片机的一个键盘和显示系统、串口通信系统，详细描述了以单片机最小系统为基础，利用Proteus进行电路设计，利用Keil C51 uVision2集成开发环境进行软件程序的编写，并进行电路焊接、电路仿真和电路调试的过程。 关键字：单片机、键盘、数码管，Keil 第4章实体建模 实体建模是UGNX3中最重要的模块之一，是使图形由平面变为立体的关键步骤，主要包括基本三维成形特征、基准特征(基准平面与基准轴)、成形特征编辑和特征操作。 4.1 基本成形特征 在UGNX3中，三维实体可通过对二维封闭曲线的拉伸、旋转、扫描等方法生成，也可以直接创建简单的实体。 在建模绘图环境中，成形特征命令分别包含在“插入”菜单中的“设计特征”、“细节特征”、“扫描”等子菜单中，或者在“成形特征”工具条中，如图4-1所示。 图4-1 “成形特征”工具条 4.1.1 长方体/圆柱/圆锥/球体 1. 长方体 长方体功能：根据指定的方向、大小及位置来生成长方体。 打开菜单: 插入——设计特征——长方体，或单击“成形特征”工具条中的“长方体”按，弹出“长方体”对话框，如图4-2所示，并激活了“捕捉点”工具条，如图4-3所示。由图4-2“类型”选项组可知，系统提供了3种长方体的绘制方式。 图4-2“长方体”对话框图4-3 “捕捉点”工具条在“类型”选项组中选择其中一种绘制方式: 1) 原点，边长度: 先输入长方体的三轴长度，然后通过单击“捕捉点”工具条中的“点构造器”按钮，指定长方体的基准点后单击“确定”按钮生成长方体，或者在输入三轴长度后直接单击“确定”按钮，按系统默认的原点(0，0，0)为基准点生成长方体。 2) 两个点，高度: 输入长方体的高度，然后通过“点构造器”指定长方体底面的两个对角点，单击“确定”按钮生成长方体。 3) 两个对角点: 通过“点构造器”指定长方体两个对角点的位置，单击“确定”按钮生成长方体。 2. 圆柱 圆柱功能：通过指定的方向、大小及位置来生成圆柱体。 打开菜单: 插入——设计特征——圆柱，或单击“成形特征”工具条中的“圆柱”按 ，弹出“圆柱”对话框，如图4-4所示，系统提供了两种圆柱体的绘制方式。 图4-4“圆柱”对话框图4-5“矢量构成”对话框图4-6 输入圆柱参数 选择其中一种绘制方式: 1) 直径，高度: 单击图4-4“圆柱”对话框中的“直径，高度”，系统弹出如图4-5所示“矢量构成”对话框，先通过“矢量构成”对话框确定圆柱体的方向，然后输入直径及高度值，如图4-6所示，最后通过“点构造器”对话框定义圆柱体底面的原点，单击“确定”按钮生成圆柱体。 2) 高度，弧: 输入高度值，如图4-7所示，选择圆或圆弧作为圆柱体的底面圆，最后根据屏幕箭头提示方向确定圆柱体的轴线方向生成圆柱体。 图4-7输入高度值图4-8“圆锥”对话框图4-9输入圆锥体参数 通信行业调研 xxx调研 第一部分：通信企业概述 设备制造商 NO.1 华为技术有限公司是一家生产销售通信设备的民营通信科技公司，总部位于中国广东省深圳市龙岗区坂田华为基地。华为的产品主要涉及通信网络中的交换网络、传输网络、无线及有线固定接入网络和数据通信网络及无线终端产品，为世界各地通信运营商及专业网络拥有者提供硬件设备、软件、服务和解决方案。 NO.2 爱立信公司从早期生产电话机、程控交换机发展到今天全球最大的移动通讯设备商，爱立信的业务遍布全球180多个国家和地区，是全球领先的提供端到端全面通信解决方案以及专业服务的供应商。爱立信的全球业务包括：通信网络系统、专业电信服务、专利授权、企业系统、运营支撑系统（OSS）和业务支撑系统（BSS）。 NO.3 阿尔卡特-朗讯是一家提供电信软硬件设备及服务的跨国公司，总部设于法国巴黎。它提供端到端的电信解决方案和高质量的服务，产品覆盖固定、移动网络、宽带接入、智能光网络、多媒体解决方案和网 络应用。 NO.4 诺基亚西门子通信是一个电信解决方案供应商，由西门子公司的通讯集团（不包括企业业务单位）与诺基亚的网络事业群以50%/50%合资合并而成。 NO.5 中兴通讯股份有限公司全球第四大手机生产制造商，在香港和深圳两地上市，是中国最大的通信设备上市公司。为全球160多个国家和地区的电信运营商提供创新技术与产品解决方案，通过全系列的无线、有线、业务、终端产品和专业通信服务，满足全球不同运营商的差异化需求。 NO.6 思科公司是全球领先的网络解决方案供应商。以路由器，交换机，IOS 软件为主，还有宽带有线产品、板卡和模块、内容网络、网络管理、光纤平台、网络安全产品与VPN设备、网络存储产品、视频系统、IP 通信系统、远程会议系统、无线产品、服务器等。 NO.7机械CADCAM精彩试题期末.doc
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