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椭圆的等距线不是椭圆 -------- 一道小题目引发的联想

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发表于 2016-10-24 23:47:08 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 动静之机 于 2016-10-25 00:13 编辑 9 q+ C( I" a& o1 @

/ Z% y  I3 {+ M8 G4 D原帖在此:
, ~# u( A6 w* ?& o. A/ [再算电机功率如何?
' e' z! q2 S: X* U# K3 Phttp://www.cmiw.cn/thread-472139-1-1.html
6 O' r# O4 c( g7 \6 b( x! V# D) q(出处: 机械社区)
# C+ Q) q5 r# l( g就不在原帖后面续了, 大家一般不会看第二页之后的,可能会错过这个有意思的东东。。。' q! N  d& I* P( h

& ]! P, Y* ^6 F" z% _" a; v@风浪韵  大侠说做的结果和俺的有点出入,这几天心里一直放不下。   
/ y4 g/ f6 m1 c* k) f; o4 B1 E如果不深究,更可以说,哪怕用Vb=0 (不会的,早就提前脱离椭圆轨道了)时
8 t. x; _( m  }- ]8 T+ N1 `求出来的Va=10.48198 仍然可以“认为”约等于11米每秒。然而这么做,
* r( v2 J: p( B: W3 J. q7 \其实相对误差蛮大的,不是我等工程人员之习惯。
: k: P4 M' P2 L$ ^' l: t1 F. Q2 y- k/ _6 E  z9 A3 e" I, n

8 M, r; o1 I* \" X0 R2 B- z$ r关键是,重心轨迹到底长啥样?

4 X4 R" i  e7 \- I0 ~

. T; e$ S7 X7 R1 G/ W0 j- m能力有限,仅将此问题归结为内侧1.2米等距线问题。& H8 {9 A% R+ I) Y3 k
而不是两轮车架在轨道上运行,重心距离轨道的距离随着曲率的变化而变化。# g# Q4 S$ d9 I: U
0 C3 ~5 I9 G9 e2 i
其实俺一开始也想用长短半轴减小了1.2米的小椭圆作为人体重心移动轨迹的。
当时犹豫了一下,冒险决定用当前轨道椭圆在顶点的曲率半径,减去重心高度,
获得当前重心轨迹所谓的曲率半径。正如剥洋葱,曲率半径或许可直接加减。
于是得到了一个“名义”曲率半径1.05米,而小椭圆法此处的曲率半径为1.16米。
这两种结果,到底为何不同?今天认真记录一下。

/ v  G; G7 j+ E2 ^0 r
为了便于演算,用参数方程改写:   
原轨道                                            长短轴小1.2米小椭圆轨道
! J9 s& Z6 i5 x% H* }; Q

- s. E& {5 g) {$ Y5 h2 e0 f
9 K7 b! Y5 D8 W1 c+ M6 w+ ]
最后几步,俺偷懒了。。。。啊哈 ?! 居然刚好等于1.05米。
看来今后遇到此类问题可以不用繁琐地求新轨道方程了。

0 Q! O; S+ c: ~$ }2 `' W
4 _& o1 X# I" U# N* z8 D. `+ h
其实,内侧1.2米的等距线和小椭圆确实有那么丁点差距,如图(请放大观察):

, L! S! l6 D& W
7 g* }2 ], l3 y. B$ o  D# a+ k/ x8 `7 o& ?
9 X5 p8 O2 r9 s' t1 Z, t+ u
5 A3 V8 }* j* j+ t/ V
# k4 T# R% I7 k5 I
9 {: Y: {8 K; U

3 J, @4 R6 G! N6 V8 u" E! B; R
  k  w- [: N8 a! ~1 L4 r! q% g( r+ m$ [7 J' X- A$ X* G/ ]

9 @+ C6 V/ k8 _# n4 `6 H
% C7 w" R8 t4 {# c' j5 Q+ j睡觉去也。。。。; b+ t$ Q" P4 u" P3 i0 |2 r
7 p* R( L$ ?1 C6 e, o# V, a+ e

( @8 p+ ]7 _7 w/ U7 I; h& |* M
) G, ]! k/ c1 y6 `2 Y; {, M7 |6 I0 d+ S
) H. |( I8 ^2 t5 L% {! Z  j

% W0 x; J  V% j$ E

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风浪韵 + 1 动侠历来善于开发新大陆
水秀天蓝 + 1 问题描述清楚,显得很专业!
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发表于 2016-10-25 07:14:51 来自手机 | 显示全部楼层
本帖最后由 pacelife 于 2016-10-25 07:24 编辑
) J) j* Z9 t" ~, J1 R1 j" W( ~7 Y# i8 e% l6 t# E4 d
楼主完全可以更进一步,已知任意二维曲线的参数方程,求出其对应的等距线方程

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嗯嗯, 谢谢。。。 正在看这个:用包络法求等距曲线的方程_百度学术  详情 回复 发表于 2016-10-25 07:37
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发表于 2016-10-25 07:23:17 | 显示全部楼层
前辈精益求精,学习了。开始看原帖也以为是一样的。
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 楼主| 发表于 2016-10-25 07:37:47 | 显示全部楼层
pacelife 发表于 2016-10-25 07:14) a3 T/ N5 K1 h: y8 P4 K+ y
楼主完全可以更进一步,已知任意二维曲线的参数方程,求出其对应的等距线方程
: X4 j0 R, ^4 {* Q3 U* ]0 m0 Y0 U0 J
嗯嗯, 谢谢。。。
, v7 l: z4 o2 c' h$ f; O正在看这个:用包络法求等距曲线的方程_百度学术: }0 F' N2 \8 ^  @2 c# O
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) B+ m6 |9 i( D3 p: h; Y/ g
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发表于 2016-10-25 08:34:28 来自手机 | 显示全部楼层
本帖最后由 pacelife 于 2016-10-25 22:34 编辑 9 p0 b; l. F7 {" L0 h' J* _

/ O+ }4 p8 L& a8 b! S. x+ {0 f2 x简单的写了一下等距线的求解方程,倒是不难,就是在斜率为0的拐点需要特殊处理一下,也挺费事,懒得改了,就这样吧。. x/ t' t' V  Y9 V& {1 i

1 ~# C" ~9 t7 g  g/ }$ d9 i7 a0 `2 p6 {8 q( R* u
7 ^, L0 x: {6 W$ Q) G8 g) r

0 P6 m" b) P/ K& L4 B- H* u- [: Q) {* B9 j- ^+ j

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发表于 2016-10-25 10:18:59 | 显示全部楼层
我记得我用三维软件ug绘图时,在草图里,曾经用过对椭圆进行“偏置”,应该就是所谓的等距线,是可以的。可能与楼主讲的不一样的道理。

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偏置=offset=equal distance = 等距  发表于 2016-10-26 21:35
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发表于 2016-10-25 10:21:21 | 显示全部楼层
本帖最后由 风浪韵 于 2016-10-25 11:15 编辑
. I0 X4 t# j2 z, [' Q9 \$ e, J7 ~7 J) Q, r: K% c( h. Y
感谢您又给我补课!其实我知道不是椭圆的,只是当时的直角感觉是这么解(当然会有误差,只是不知道你的算法与近似椭圆法那个更准:当然最后还是你的精确,你的偏距点法,跟偏距曲线原理一样,)。你的认真及发现新大陆的直角着实让人佩服。风景美好就多走走,我们也跟着大饱眼福!
* c# b# C* q& Y+ R$ w  V2 P唉!外面下着雨,又来敲门:http://www.cmiw.cn/thread-472698-1-1.html
6 W7 m+ q, R; @7 k! D9 @
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发表于 2016-10-26 12:47:02 | 显示全部楼层
矩形的等线也不是矩形啊
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 楼主| 发表于 2016-10-26 21:01:07 | 显示全部楼层
! w; [! ~3 r+ N

: t. a# T: B) J6 Z4 }, m$ y8 ~9 ]( k2 Q* U" b
; {4 g' I' R- o+ T3 Z8 R$ w; `

. S3 Y. l2 F+ z" G5 zmma使用只是皮毛。。。。高手留情3 Q! _+ o( p* _2 l8 z9 m) }' g

- N' L0 K# c- ?, x. P! ?6 k3 h( |# Z9 P) }7 w9 g2 D+ M

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发表于 2016-10-27 21:06:04 | 显示全部楼层
本帖最后由 pacelife 于 2016-10-27 21:08 编辑 1 p5 ^7 k" G7 w9 O% f

: s* d# q, k+ ^" U5 D% {0 B3 z你是将曲线计算出来后再画图的,我只是求一个方程而已,其实对于任意曲线,等距线难的是判定不同斜率下某条曲线的方向,我偷懒了或者说不会了。
$ s+ L4 i$ V& d3 m
9 Y, o0 l4 G' s1 e2 X8 S  O9 o( c, f) v; l8 j

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的确如此, 俺试了一个小时, 才把一个摆线的等距线搞定, 期间各种意外交叉 [attachimg]404451[/attachimg] [attachimg]404452[/attachimg]  详情 回复 发表于 2016-10-27 21:24

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