Файл: Фролов, С. А. Кибернетика и инженерная графика.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 156

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Решение этой задачи аналогично предыдущей. Точки А, lu l\ и т. д. следует брать на криволинейном образе и проецировать их на секущую плоскость в направлении прямолинейных направляющих коноида. Схема счета про­ граммы примет вид

Я 1 / / / 2 Х 3 / 4 К 6 / / 6 / / 7 / / 8 / / 9 / ? 1 0 / ? 1 1 / ? 1 2 / ? 1 з / 1 4 / 1 5 У 1 в / / / 1 7 1 / 1 8 ;

^ ^ а 1 9 ^ ^б

/^^21^22^23^24^25^^28^^i l ^ ii^Z^Suhl^

32^33^^34^35-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(44)

Приведенные схемы счета

показывают,

что с помощью

только одной подпрограммы,

составленной для нахожде­

 

 

ния точки встречи прямой

 

 

с

плоскостью,

семи

стан­

 

 

дартных

операторов

(/,

 

 

//,

///,

V,

IX,

X,

 

XII)

 

 

и операции

обращения П

 

 

можно

осуществить

на

 

 

ЭЦВМ решение многих за­

 

 

дач по определению

линии

 

 

сечения

линейчатой

по­

 

 

верхности плоскостью. Для

 

 

уменьшения

 

количества

 

 

команд в программе можно

 

 

при переходе

от точки I 1

 

 

к

точке / 2 (или

к

любой

 

 

последующей

точке напра-

 

Рис. 60

вляющей 2

07. 2

02в

при­

 

 

мерах 1 и 2 и 2

08 и

2 03

 

 

в

примерах

3

и

4) не

отыскивать

точку, удаленную

на расстояние

А/ от

предыдущей, а брать следующую, записанную в памяти машины, точку массива б7 (или б8 ). Такой процесс позво­ ляет заменить операторы ХПа и ХПб операцией П. Та­ кая замена вполне допустима, так как максимальное уда­ ление следующей точки в направлении оси х не может быть больше 2 мм. Поэтому расстояние между соседними обра­ зующими, проходящими через эти точки, окажется малым и точки пересечения этих образующих с секущей пло­ скостью будут следовать одна за другой с интервалами, позволяющими достаточно точно воспроизвести характер линии пересечения. Дальнейшее упрощение программы

осуществляется

заменой

произвольной

направляю­

щей (2 07, 2 02 в

примерах

1 и 2) следом

поверхности

90


на

одну из плоскостей

проекций. В этом случае группу

операторов

/ / / , X,

I , V заменяем

одним

операто­

ром

VIa.

 

 

виде схемы счета (37, 38, 43, 44) при­

 

В окончательном

мут вид:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nxVIaJhIhR5-Qv,

 

 

(45)

 

 

 

 

niVIJJtRs-Q*,

 

 

(46)

 

 

первый

цикл

 

 

 

 

 

 

 

 

n1VIa,II3IIiIIiniIItR1RaR9R10l11IuV13VIau

 

 

Q3; (47)

 

 

все последующие

циклы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П15 W a M / I n l l i s l l

19^ 120^21^22^23^ 2 4 ^ 2 5 ^ а 2 ( (

 

 

 

первый

цикл

 

 

 

 

 

 

 

 

nyiaUzlIJlbll^R%R*RMvVvPlb

 

 

(48)

 

 

все последующие

циклы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПliV^a.J

1пН\&Н l^hoRilRiJiJ

2 4 ^ 2 5 ^ а

 

(при

замене

одной

из направляющих

коноида

его следом

на

Пх Q, = <23).

самостоятельно

(без участия

человека)

 

Чтобы машина

могла выбрать правильный путь решения задачи, ей должна быть известна поверхность, заданная на чертеже. В зависимости от вида линейчатой поверхности и при усло­ вии, что направляющей цилиндрической или конической поверхности является след этой поверхности на пло­ скости П1, а положение образующей определяется:

для цилиндрической поверхности — проекциями ее на­ правляющих;

для

конической — проекциями

центра

поверхности \

на

комплексном чертеже могут

быть

следующие гео­

метрические элементы:

1) шесть прямых и одна кривая (поверхность цилин­ дрическая);

2)четыре прямых, одна кривая и две точки (поверх­ ность коническая);

3)десять прямых (поверхность гиперболическая);

4) восемь прямых, две кривые (поверхность коноида) 2 .

1 Вторая точка выбирается машиной из числа точек, образующих направляющую конической поверхности.

2 Предполагается, что секущая плоскость задается пересекающи­ мися или параллельными прямыми.

91


Признаками, с помощью которых машина сможет «рас­ познать» по комплексному чертежу, с какой поверх­ ностью она имеет дело при решении задачи, служат:

1)присутствие точечного образа;

2)отсутствие криволинейного образа;

3)количество криволинейных образов.

 

У

++-00

000000000

+ + + 03

833500000

+++03

830000000

+ ++03

826750000

+++03

821750000

+ + + 03

819000000

+++03

816750000

+ ++03

816750000

+ ++03

818250000

+++03

821750000

+++03

827000000

+ ++03

833250000

++ +03 840250000

++ + 03 848250000

+ ++03 858250000

++ + 03 870000000

++ + 03 883250000

++ + 03 899000000

++ +03 915000000

+++03

933250000

+ ++03

950000000

+++03

966750000

+ ++03

985000000

+ ++04

100425000

+ + + 04

101725000

++-00

000000000

X

+ + -00 000000000

++ +03 733187500

++ +03 749875000

+++03

766562500

+ + +03

786531250

+ ++03

801906250

+ + +03

816562500

+++03

826593750

+++03

833250000

+ + +03

836593750

+++03

835937500

++ +03 833250000

++ +03 829250000

++ +03 823250000

++ +03 813250000

+++03 899937500

++ +03 783250000

++ +03 761937500

++ +03 739906250

++ +03 713250000

++ +03 689906250

++ +03 666562500

++ +03 689906250

+++03

611218750

+++03

591218750

+ +-02

000000000

Рис. 61

Эти признаки могут быть положены в основу проб, составляющих содержание ]£о (а,-) [выражение (32)], ко­ торые должна выполнить машина для выбора нужного ре­

шения задачи.

 

 

Например,

 

 

a i

— проба на наличие точечного образа, если точечный

образ

есть (а х = 0), то выполнять массив

Q2 , если нет

х =

1), то переходить к пробе а 2 ;

 

 

а 2

— проба на наличие криволинейного

образа,

если

такой

образ есть 2 = 0), переходить к пробе а 3 ,

если

нет (а2 = 1), выполнять массив Q3;

92


а3 — проба на число криволинейных образов, если образ один я = 1), выполнять массив Qu если два я = 2), выполнять массив Q4.

Следует отметить, что способ задания секущей пло­ скости не влияет на характер поиска, так как при состав­ лении признаков прямолинейные образы не учитываются. В общем виде схема счета программы для решения всех рассмотренных задач будет иметь вид

а,

О

На рис. 61 приведена фотография печатного бланка с результатами решения задачи по определению линии сечения цилиндрической поверхности плоскостью. Чтобы оценить степень точности машинного решения с аналити­ ческим, в качестве направляющей цилиндрической по­

верхности

взята

дуга

параболы

у = х2,

лежащая

в

пло­

скости

Пу.

Вершина

параболы

имеет координаты х =

15,

у =

5,

секущая

плоскость

определяется

тремя

точками

(25,

0,

0),

(0, 25,

0),

(0, 0,

25).

Образующая параболиче­

ского цилиндра равнонаклонена к плоскостям проекций (результаты аналитического решения см. табл. 4 на стр. 148).

§ 10. ЗНАЧЕНИЕ МЕТОДА ТОПОЛОГИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ ДЛЯ МАШИНИЗАЦИИ ПРОЦЕССА РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Широкие возможности для решения некоторых слож­ ных задач открываются благодаря использованию ме­ тода топологических свойств пространства и находящихся в нем геометрических образов. Под топологическими свойствами геометрической фигуры понимают свойства, которые не нарушаются ни при каких взаимно одно­ значных и взаимно непрерывных преобразованиях. Отмеченные свойства могут быть получены преобразова­ нием фигуры Ф в фигуру Ф, соблюдая при этом два условия:

93


1) каждой точке исходной фигуры Ф должна соответ­ ствовать одна и только одна точка преобразованной фи­

гуры

Ф — взаимная однозначность;

 

 

2)

бесконечно

близким

точкам

исходной фигуры Ф

должны соответствовать также бесконечно

близкие

точки

преобразованной фигуры

Ф — взаимная

непрерывность.

С

проективной

точки

зрения

(с некоторыми

оговор­

ками) топологическое преобразование можно представить

как центральную

проекцию

Фх = Ф фигуры

Ф на

про­

 

 

 

 

извольную

поверхность

 

 

 

 

я (рис.

62)

*. Из

черте­

 

 

 

 

жа

видно,

что

тополо­

 

 

 

 

гические

преобразова­

 

 

 

 

ния

в отличие от осталь­

 

 

 

 

ных

проективных

пре­

 

 

 

 

образований

(гомологи­

 

 

 

 

ческих, аффинных и др.)

 

 

 

 

не сохраняют

даже пря­

 

 

 

 

молинейности

 

линий.

 

 

 

 

С помощью топологиче­

 

Рис.

62

ских преобразований за­

 

данный

геометрический

 

 

 

 

образ

можно

подвергать

произвольной

деформации.

В этом

случае

нужно следить лишь

за

тем,

чтобы

не

получилось разрывов и склеивания ограничивающих его поверхностей и линий. Топология рассматривается нами только для использования ее при преобразовании орто­ гональных проекций геометрических образов, чтобы автоматизировать процесс решения задач. В связи с этим целесообразно рассматривать геометрическую фигуру не­ разрывно связанной с трехмерным пространством, в ко­ тором она находится. В этом случае, преобразовывая (деформируя) пространство, мы будем преобразовывать и геометрическую фигуру.

Подвергая пространство различной деформации, можно произвольную геометрическую фигуру преобразовать в лю­ бую другую, по форме и свойствам наиболее удобную для машинного решения.1

* В частном случае центр проекции S может быть и несобствен­ ной точкой.

1 Топологическое преобразование одной фигуры в другую возможно только между гомеоморфными фигурами.

94