点云特征型面边界曲线的拟合质量直接决定了对应曲面裁剪的质量。以机械零件点云模型为研究对象,针对点云分割型面的边界点识别、排序、拟合和曲面裁剪问题展开研究。基于场力法提取的边界点集,提出了基于最短距离法的边界点集排序和方向夹角阈值限定的边界点集去噪等预处理算法;采用局部二次多项式函数拟合估算边界点集曲率,提出了基于曲率突变点归属性判断的边界点集分段和拟合算法;通过控制点投影变换求取二维裁剪边界,提出了基于特征点集多边形凹凸性的二维边界曲线方向判断法。使用机械零件模型典型型面进行实验,验证了各阶段算法。该算法具有很好的适用性,可进一步扩展应用至复杂曲面边界裁剪。

针对目前企业中存在的人工打磨大型船用螺旋桨叶面效率低、质量不均匀以及工人劳动强度大等问题,提出了一种用于加工大型船用螺旋桨叶面的2P3R型5自由度工业机器人,建立了其完整模型。将末端执行器考虑在内,采用改进D-H法建立了机器人正运动学数学模型并求得其正运动学方程。基于蒙特卡罗法,在Matlab环境下,利用机器人工具箱对机器人工作空间进行求解,描绘出该机器人末端刀具可达工作空间点云图。通过曲面拟合与空间包容对比,结果表明,所设计的2P3R型5自由度工业机器人能够实现对直径4~10 m的大型船用螺旋桨单个桨叶上表面的全部覆盖,为后续对大型螺旋桨加工机器人的运动控制与路径规划等研究奠定了基础。

介绍了一种新型气液两相流量传感器——槽式孔板的结构特点和工作原理，并将其应用于凝析天然气计量技术研究。结合实验数据和理论模型详细分析了影响槽式孔板两相压降倍率的各种因素，利用曲面拟合技术给出了传感器两相压降倍率与压力、气体富劳德准数、Lockhart-Martinelli参数之间的相关式，该相关式计算精度可以满足生产计量的精度要求，为低含液率的凝析天然气流量计研制奠定了基础。

文章讨论了四次ＥＢ样条的构造、算法及性质，论述了三坐标测量机检测数据的四次ＥＢ样条曲线曲面的拟合，运用快速迭代算法建立了被测零件轮廓面的误差评定模型。并给出应用实例。

通过分析多普勒测速技术与粒子图像测速技术的区别,从一个新角度把PIV全流场测速技术应用于血液流场的研究中.用激光片光源照亮血流粒子场,再计算确定实验系统光学参数,以获得最佳流场图片.对流场分析常用的互相关算法进行改进,辅以曲面拟合和误差修正,获得了亚像素级的全流场速度的大小和方向,并进一步计算出血流场的涡量分布和剪切率分布.为了验证改进的算法,对日本视频协会提供的PIV-STD序列标准图像进行仿真计算和误差分析,与原算法相比其速度矢量图的误差降低了2个百分点,流场速度值的平均误差小于±1%.该结果表明文中建立的方法是有效的,并可推广用于其它的流场分析.

为了求得未知椭球曲面的曲线方程，模拟曲面的几何结构，以数字投影系统中椭球反光镜为例，介绍了大I：7径非球面反光镜数据采集及拟合方法。利用三坐标测量机（CMM）对椭球反光镜面型进行精密测量，根据测试数据，采用数学拟合方法获得椭球反光镜的曲线方程。并对测试模型与拟合曲面进行了光线追迹和误差分析，拟合曲面与测试曲面符合较好。因此，采用三坐标测量机进行曲面数据采集及数学方法拟合，能够得到较理想的拟合曲面方程。

在光学测量中，常以Zernike多项式作为基底函数对测量得到的离散数据进行拟合，把实际波面或面形表示为Zernike多项式各项的线性组合，用拟合得到的曲面方程去反应实际波面或面形的属性。现研究了用不同精度的测量设备得到的抽样数据进行基于Zernike多项式的曲面拟合，研究了测量设备精度和抽样点数目对拟合精度的影响，得出通过增加抽样点可以对由较低精度设备测得的抽样数据进行较高精度拟合的结论。

柔性测量臂测头半径补偿的精度对系统精度具有重要影响。本文在分析半径补偿基本原理的基础上，提出了一种基于测量特征分类的半径补偿算法。该算法首先把测量特征分为点、线、面3种基本特征（其中面特征又分为二次曲面和自由曲面），然后建立各种特征的参数方程，利用测量得到的少量特征点，采用最小二乘法拟合得到被测特征的参数，最后根据被测特征参数进行高精度半径补偿。试验结果表明本文方法确实可行，具有较高的测量精度和较好的实用性。

为改善准双曲面齿轮副的研齿效果,提出了一种基于真实齿面的齿面研磨位置控制方法。对准双曲面齿轮真实齿面进行测量,并用非均匀有理B样条（NURBS）曲面对实测点进行拟合,采用真实齿面接触分析方法,分析了研磨运动参数V/H/J与齿面接触位置变化的数学关系,建立了齿面研磨点位置和移动方向的齿面研齿控制模型。数控滚检试验结果表明,该方法可精确实现准双曲面齿轮副的全齿面研磨。

鉴于射流偏转板伺服阀在阀类产品相较下的优点以及国内其成品缺乏的现状，提出了其关键结构放大级的优化设计。运用CAD软件对射流偏转板伺服阀放大级流场进行建模，并对其需要设计的尺寸进行多组建模，再运用CFD软件对上一步的模型进行适当的网格划分和流场分析，得到不同尺寸条件以及不同运动情况下的流体压力、速度分布情况。最后将得到的数据进行曲面拟合，并根据分析结果选取良好的工况点，实现参数的优化。