機械電子工程第三學(xué)期《CAD技術(shù)》

1、（ CAD 技術(shù)）（A ）一、填空題1通常將CATIA 工具軟件作為航空行業(yè)的 CAD 標(biāo)準(zhǔn)，而UG 則作為 模具行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，AUTOCAD則常用于機械產(chǎn)品的設(shè)計場合。2. CAD 軟件系統(tǒng)的構(gòu)成包括了：設(shè)計數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用程序庫和交互圖形庫三個功能層面的軟件系統(tǒng)。3.CAD 系統(tǒng)按照計算機類型劃分為五種配置形式：微型機 CAD 系統(tǒng)、小型機 CAD 系統(tǒng)、中型機 CAD 系統(tǒng)、大型機 CAD 系統(tǒng) 和巨型機 CAD 系統(tǒng)。4.自動繪圖機的工作原理是插補原理，其基本思想是直線插補或 逐點比較插補計算。5.陰極射線管圖形顯示器根據(jù)其工作原理通?？煞譃槿?，即直接存儲管式顯示器、射線刷新式顯示器、光柵

2、掃描式顯示器。4.采用計算機對工程手冊的數(shù)據(jù)處理中，對設(shè)計資料的處理方法有最小二乘法以及插值法兩種。5. 數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)也稱存儲結(jié)構(gòu)，是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在計算機中的映像。計算機中存儲結(jié)構(gòu)保留著數(shù)據(jù)的兩個信息， 具體說有順序存儲結(jié)構(gòu)和鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)兩種。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)結(jié)點信息包括兩種域：數(shù)據(jù)域和 和 指針域。6.樹的邏輯結(jié)構(gòu)中，最高層的父節(jié)點稱為根節(jié)點；最下層的子節(jié)點稱為葉節(jié)點；各節(jié)點之間連線稱為邊。二叉樹遍歷方法中前序遍歷的順序是根 、 左子樹、右子樹。7.信息在計算機中存儲與管理方式一般分為兩種：文件系統(tǒng)和，其中文件系統(tǒng)幾種常用文件組織形式有：順序文件、索引文件、相對文件、直接文件（隨機文件）。8.眾多的消

3、隱算法可以被分成兩大類，即線消隱 和面消隱。二、簡答題1簡述最小二乘法擬合曲線的基本思想。在科學(xué)實驗數(shù)據(jù)處理中，往往要根據(jù)一組給定的實驗數(shù)據(jù)，求出自變量 x 與因變量 y 的函數(shù)關(guān)系，這是為待定參數(shù)，由2019年9月26日1于觀測數(shù)據(jù)總有誤差， 且待定參數(shù) ai 的數(shù)量比給定數(shù)據(jù)點的數(shù)量少( 即 nm)，因此它不同于插值問題 . 這類問題不要求通過點，而只要求在給定點上的誤差的平方和最小.當(dāng)時，即這里是線性無關(guān)的函數(shù)族，假定在上給出一組數(shù)據(jù)，以及對應(yīng)的一組權(quán)，這里為權(quán)系數(shù)，要求使最小，其中這就是最小二乘逼近，得到的擬合曲線為y=s(x) ，這種方法稱為曲線擬合的最小二乘法.2工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主

4、要特點是什么？用于工程、產(chǎn)品設(shè)計和分析；數(shù)據(jù)類型多，數(shù)據(jù)間關(guān)系復(fù)雜，每類數(shù)據(jù)調(diào)用量少；從查詢到分析均依賴數(shù)據(jù)庫，每次處理周期長，涉及記錄量大；動態(tài)，歲設(shè)計過程展開，最終形成設(shè)計模型和結(jié)果；除數(shù)值字符外，還有圖形數(shù)據(jù)，隨設(shè)計過程，數(shù)據(jù)量迅速增長；模式復(fù)雜，數(shù)據(jù)節(jié)點表現(xiàn)為“多對多 ”的遞歸關(guān)系。3. 簡述在 CAD 系統(tǒng)造型技術(shù)中，B 樣條曲線所具備的特性有哪些？2019年9月26日2B 樣條曲線具有二階連續(xù)性。每段曲線在連接點能自然地保持斜率、曲率的連續(xù)和貫通；同時它還具有局部的可調(diào)性，改變某個控制點的位置，只影響到與該點有關(guān)的局部曲線.4簡述在CAD 工程數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，鏈表結(jié)構(gòu)的種類及其應(yīng)用特點

5、，以及其邏輯結(jié)構(gòu)與物理結(jié)構(gòu)。鏈表結(jié)構(gòu)是一種物理存儲單元上非連續(xù)、非順序的存儲結(jié)構(gòu)，鏈表中各元素在存儲介質(zhì)上的順序與其邏輯數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的順序也不必一致，數(shù)據(jù)元素的邏輯順序是通過鏈表中的指針鏈接次序?qū)崿F(xiàn)的。所以為表示數(shù)據(jù)元素之間的邏輯順序關(guān)系，除了要有存儲數(shù)據(jù)元素的數(shù)據(jù)域外，還要有存儲指針的指針域。循環(huán)鏈表：是一種首尾相連的鏈表，其特點是鏈表中后一個結(jié)點的指針不再為空，而是指向頭結(jié)點或第一個結(jié)點。這樣從表中任一結(jié)點出發(fā)都可找到表中其它結(jié)點。單向鏈表：表中每個數(shù)據(jù)元素占據(jù)一個存儲單位(結(jié)點 )雙向鏈表：單向鏈表無法實現(xiàn)逆向操作，這導(dǎo)致它在有些情況下操作不便，效率低。雙向鏈表即是在單向鏈表中增加一個指向前

6、趨結(jié)點的指針，這樣鏈表就有兩條方向不同的鏈，故稱為雙向鏈表。2019年9月26日3三、計算分析題abp1 . 說明二維圖形變換矩陣的一般表達(dá)式T=cdq各部分的具體含義；寫出相對于任lms意直線 Ax+By+C=0的對稱變換的分析操作步驟，并且列出其齊次組合變換矩陣。abT1cd實現(xiàn)圖形的比例、對稱、錯切、旋轉(zhuǎn)等基本幾何變換；T 2lm實現(xiàn)圖形平移變換；T3p實現(xiàn)圖形透視變換；qT 4s 實現(xiàn)圖形全比例變換， s>1等比例縮??； 0<s<1等比例放大。直線 Ax+By+C=0的對稱變換的組合變換矩陣為：2019年9月26日4（ CAD 技術(shù)）（ B）一、填空題1 CAD 系統(tǒng)

7、的基本構(gòu)成由五部分組成：輸入裝置、外存儲器、生產(chǎn)裝備、輸出裝置和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其配置形式有四種：主機終端形式、分布式臺式計算機形式、工作站式、網(wǎng)絡(luò)式。2自動繪圖機的工作原理是插補原理，其基本思想是脈沖增量插補或數(shù)字增量插補。3陰極射線管圖形顯示器根據(jù)工作原理可分為三類，即隨機掃描刷新式顯示器、直接存儲管式顯示器、光柵掃描式顯示器。4工程手冊的數(shù)據(jù)處理中對設(shè)計資料的處理方法有最小二乘法和插值法兩種。5數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)也稱存儲結(jié)構(gòu)，是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在計算機中的映像。計算機中存儲結(jié)構(gòu)保留著數(shù)據(jù)的兩個信息， 具體說有順序存儲結(jié)構(gòu)和鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)兩種。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)結(jié)點信息包括兩種域：數(shù)據(jù)域和 和指針域。6樹的存儲結(jié)構(gòu)可有

8、定長方式和不定長方式兩種描述結(jié)點的方式。對二叉樹而言，深度為 k 的有 2 k-1個結(jié)點的二叉樹稱為滿二叉樹，結(jié)點的度數(shù)或者為0或者為 2的二叉樹稱為二叉樹。二叉樹遍歷方法中先序遍歷的順序是左子樹、根、右子樹。7信息在計算機中存儲與管理方式一般分為兩種：文件系統(tǒng)和，其中文件系統(tǒng)幾種常用文件組織形式有順序文件、相對文件、索引文件、直接文件（隨機文件）。對于順序文件中某個記錄查找的方式又可以有靜態(tài)查找、動態(tài)查找 、 哈希表查找等方法。8眾多的消隱算法可以被分成兩大類線消隱和面消隱。二、簡答題1簡述 CAD 技術(shù)所涉及的基礎(chǔ)技術(shù)。2019年9月26日5以計算機為工具，通過人機交互，處理產(chǎn)品設(shè)計過程中

9、的圖形和數(shù)據(jù)信息，輔助完成整個產(chǎn)品設(shè)計過程的一門綜合技術(shù)。包括數(shù)據(jù)管理技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、成組技術(shù)等2試述常用的CAD 系統(tǒng)的外部存貯設(shè)備及其應(yīng)用特點。外部存儲器，主要指各種驅(qū)動器磁盤。軟盤光盤硬盤U 盤等。缺點是速度慢，但可以不需要電力來維持，因此可以方便攜帶。軟盤是早期電腦信息傳播的主要途徑。3編寫參數(shù)法繪圖程序中確定參數(shù)的原則有哪些？原則：獨立性：功能明確單純（子函數(shù)）抽象性：適應(yīng)多種場合（特征參數(shù)）可修改性：“牽一發(fā)而動全身”4簡述 SolidWorks 工具軟件在特征造型中常用的四種特征命令，以及其操作要點和主要功能。SolidWorks 工具軟件在特征造型中常用特征命令包括拉伸、

10、旋轉(zhuǎn)、掃描、放樣等。拉伸凸臺 /基體：以一個或兩個方向拉伸一草圖或繪制的草圖輪廓來生成一實體旋轉(zhuǎn)凸臺 / 基體：繞軸心旋轉(zhuǎn)一草圖或所選草圖輪廓來生成一實體特征。掃描：沿開環(huán)或閉合路徑通過掃描閉合輪廓來生成實體特征。放樣凸臺 / 基體：在兩個或多個輪廓之間添加材質(zhì)來生成實體特征。三、論述題1試述最小二乘法擬合曲線的基本思想。在科學(xué)實驗數(shù)據(jù)處理中，往往要根據(jù)一組給定的實驗數(shù)據(jù)，求出自變量 x 與因變量 y 的函數(shù)關(guān)系，這是為待定參數(shù)，由于觀測數(shù)據(jù)總有誤差， 且待定參數(shù) ai 的數(shù)量比給定數(shù)據(jù)點的數(shù)量少( 即 nm)，因此它不同于插值問題 . 這類問題不要求通過點，而只要求在給定點上的誤差的平方和最

11、小.當(dāng)時，即2019年9月26日6這里是線性無關(guān)的函數(shù)族，假定在上給出一組數(shù)據(jù)，以及對應(yīng)的一組權(quán)，這里為權(quán)系數(shù)，要求使最小，其中這就是最小二乘逼近，得到的擬合曲線為y=s(x) ，這種方法稱為曲線擬合的最小二乘法.abp2說明二維圖形變換矩陣的一般表達(dá)式T=cdq各部分的具體含義，并寫出對任意lms直線 Ax+By+C=0的對稱變換的組合變換矩陣。abT1cd實現(xiàn)圖形的比例、對稱、錯切、旋轉(zhuǎn)等基本幾何變換；T 2lm實現(xiàn)圖形平移變換；2019年9月26日7T3p實現(xiàn)圖形透視變換；qT 4s 實現(xiàn)圖形全比例變換， s>1等比例縮小； 0<s<1等比例放大。直線 Ax+By+C=

12、0的對稱變換的組合變換矩陣為：（ CAD 技術(shù)）（C）一、填空題1通常將CATIA 工具軟件作為航空行業(yè)的 CAD 標(biāo)準(zhǔn)，而UG 則作為 模具行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，AUTOCAD則常用于機械產(chǎn)品的設(shè)計場合。2. CAD 軟件系統(tǒng)的構(gòu)成包括了：設(shè)計數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用程序庫和交互圖形庫三個功能層面的軟件系統(tǒng)3.CAD 系統(tǒng)按照計算機類型劃分為五種配置形式：微型機 CAD 系統(tǒng)、小型機 CAD 系統(tǒng)、中型機 CAD 系統(tǒng)、大型機 CAD 系統(tǒng) 和巨型機 CAD 系統(tǒng)。4.自動繪圖機的工作原理是插補原理，其基本思想是直線插補或 逐點比較插補計算。5.陰極射線管圖形顯示器根據(jù)其工作原理通?？煞譃槿?，即直接存儲管式顯示

13、器、射線刷新式顯示器、光柵掃描式顯示器。6.采用計算機對工程手冊的數(shù)據(jù)處理中，對設(shè)計資料的處理方法有最小二乘法以及插值法兩種。7. 數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)也稱存儲結(jié)構(gòu)，是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在計算機中的映像。計算機中存儲結(jié)構(gòu)保留著2019年9月26日8數(shù)據(jù)的兩個信息， 具體說有順序存儲結(jié)構(gòu)和鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)兩種。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)結(jié)點信息包括兩種域：數(shù)據(jù)域和 和 指針域。8. 樹的邏輯結(jié)構(gòu)中，最高層的父節(jié)點稱為根節(jié)點；最下層的子節(jié)點稱為葉節(jié)點；各節(jié)點之間連線稱為邊。二叉樹遍歷方法中前序遍歷的順序是根 、 左子樹、右子樹。9. 信息在計算機中存儲與管理方式一般分為兩種：文件系統(tǒng)和，其中文件系統(tǒng)幾種常用文件組織形式有：順序文件、索

14、引文件、相對文件、直接文件（隨機文件）。10. 眾多的消隱算法可以被分成兩大類，即線消隱 和面消隱。二、簡答題1 簡述最小二乘法擬合曲線的基本思想。在科學(xué)實驗數(shù)據(jù)處理中，往往要根據(jù)一組給定的實驗數(shù)據(jù)，求出自變量 x 與因變量 y 的函數(shù)關(guān)系，這是為待定參數(shù)，由于觀測數(shù)據(jù)總有誤差， 且待定參數(shù) ai 的數(shù)量比給定數(shù)據(jù)點的數(shù)量少( 即 nm)，因此它不同于插值問題 . 這類問題不要求通過點，而只要求在給定點上的誤差的平方和最小.當(dāng)時，即這里是線性無關(guān)的函數(shù)族，假定在上給出一組數(shù)據(jù)，以及對應(yīng)的一組權(quán)，這里為權(quán)系數(shù)，要求使最小，其中2019年9月26日9這就是最小二乘逼近，得到的擬合曲線為y=s(x)

15、 ，這種方法稱為曲線擬合的最小二乘法.2工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要特點是什么？用于工程、產(chǎn)品設(shè)計和分析；數(shù)據(jù)類型多，數(shù)據(jù)間關(guān)系復(fù)雜，每類數(shù)據(jù)調(diào)用量少；從查詢到分析均依賴數(shù)據(jù)庫，每次處理周期長，涉及記錄量大；動態(tài)，歲設(shè)計過程展開，最終形成設(shè)計模型和結(jié)果；除數(shù)值字符外，還有圖形數(shù)據(jù)，隨設(shè)計過程，數(shù)據(jù)量迅速增長；模式復(fù)雜，數(shù)據(jù)節(jié)點表現(xiàn)為“多對多 ”的遞歸關(guān)系。3. 簡述基于編碼的求交算法的編碼規(guī)則。把包含窗口的平面區(qū)域沿窗口的四條邊線分成九個區(qū)域，如下圖所示。用四位二進(jìn)制碼來標(biāo)識線段的端點位于九個區(qū)域中的哪一個區(qū)域內(nèi)。四位編碼規(guī)則如下：2019年9月26日10第一位置1：線段端點位于窗口左側(cè)；第二位置1：

16、線段端點位于窗口右側(cè)；第三位置1：線段端點位于窗口下面；第四位置1：線段端點位于窗口上面；否則相應(yīng)位置零。對于不能判定完全可見和完全不可見的線段，需要對線段進(jìn)行再分割，即找到與窗口一個邊框的交點，根據(jù)交點位置，也賦予4 位代碼，并對分割后的線段進(jìn)行檢查，或者接受，或者舍棄，或者再次進(jìn)行分割。重復(fù)這一過程，直到全部線段均被舍棄或被接受為止。線段與窗口邊求交次序的選擇是任意的。但是無論哪種次序，對于有些線段的裁剪，可能不得不重復(fù)4次，計算與 4 條窗口邊的交點。4簡述在 CAD 工程設(shè)計中，對于設(shè)計數(shù)據(jù)的一元列表函數(shù)的插值處理方法。線性插值(兩點插值）Xx1x2x3.xnYy1y2y3.yng( x) y1y2y1 ( x x1)x2x1改寫成為：g(x)xx2 y1xx1 y2x1 x2x2 x12019年9月26日11拋物線插值（三點插值）g (x)( x x2 )( x x3 )y1( xx1 )( x x3 )1 y2(x x1 )( x x2 )y3(x1 x2 )(