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发布时间:2020-07-24 08:30 文章来源:未知

  机电体例阴谋机限度圭外算法_电脑根源学问_IT/阴谋机_专业材料。第六章 机电体例阴谋机限度圭外算法 6.1逐点对照法插补道理 6.2数字积分法插补道理 6.3数字采样插补道理 6.4点位限度指令信号 6.5数字滤波本事 1 很众主动化机电修造,如数控机床、数控

  第六章 机电体例阴谋机限度圭外算法 6.1逐点对照法插补道理 6.2数字积分法插补道理 6.3数字采样插补道理 6.4点位限度指令信号 6.5数字滤波本事 1 很众主动化机电修造,如数控机床、数控加工核心、工业 呆板人等,其运动的速率和轨迹都是可能编程的,即相闭 的运动音讯大都都是阴谋机圭外发生的。这些机电限度系 统中,实施机构惟有沿着正确界说的旅途妥协举动,才调 告竣由阴谋机圭外编制的职责。因 此,阴谋机限度指令信 号的天生是机电限度体例的一个苛重构成局限,它的优劣 反应了机电体例的智能化水平。 对工业中常睹的数控机床和工业呆板人等机电体例,按 所告竣的职责品种的差别,可分为点位限度和相接旅途控 制两大类。点位限度是正在首肯的最大加快率条款下,尽可 能以最大速率由源坐标身分运动到主意身分这类体例对两 点之间的运动轨迹是没有精度央浼的。相接旅途限度则对 于运动旅途的每一点坐标都有必然的精度央浼,因此它比 点位限度要丰富,需求用插补身手天生限度指令信号。 2 6.1逐点对照法插补道理 数字圭外限度体例的插补算法即是遵守给定的基础数据, 如直线的尽头坐标、圆弧的 起始和尽头坐标等音讯,插补中 间坐标数据.从而把弧线形态刻画出来。数控机床和工业机 器人等最常用的插补算法是逐点对照D和数字积分法插补o近 年来又显示了少许新的插补算法,如功夫分裂插补和样条法 插补等。开始咱们先容逐点对照插补算法。 3 所谓逐点对照插补,即是实施机构每走一步都要和给定运动 轨迹上相应的坐标值比拟较,从而决意下一步的进给对象。 本质上这是一种用阶梯折线来贴近直线或弧线的一 种算法,它与轨则运动轨迹之间的最大偏差为一个脉冲当量 (每走一步挪动的隔断),因而只须把脉冲当量策画得足够 小,就可能到达运动精度的央浼。 6.1.1 逐点对照法直线插补 直线插补时,以直线起始为原点,给出尽头坐标(Xe,ye), 直线方程为 以第一象限的直线所示,直线描补时 偏向恐怕有三种环境,插补点位于直线上方(A)、下方 (B)和直线上(C),对待这三种环境永诀有 4 因而可能取判别函数为 用以判别插补点和直线时.应问x对象走一步:F<0时, 应向对象走一步雷以使 ;插补点总 是趋势直线。 当 F=O 时,为 了不绝运动可归人F>0的环境。整 个插补事业,从原点初步,走一步, 推断一次F,再趋势直线,直到走 到尽头坐标。 为了便于阴谋机阴谋,可对式 (6.2)举行简化。设第一象限中 (Xi ,yi)的点F的值为F i,j 5 若沿X对象走一步,则 若沿y对象走一步,则 直线插补的尽头判别,可采用两种法子。一是每走一步推断 最大坐标的尽头坐标值(绝对值)与该坐标累计步数坐标值 之差是否为零,若等于零,插补结果。二是把每个圭外段中 的总步数求出来,即 n= xe+ye,每走一步,举行 n-1,直 到 n=0时为止。因此第一象限直线插补流程可总结如下: 当F≥ 0时,沿十X对象走一步,然后阴谋新的偏向和尽头判 别阴谋 6 当 F<0时,沿十y对象走一步,然后阴谋新的偏向和尽头判别 阴谋 闭于其他象限的直线插朴本事与此犹如,读者可依据上述过 程自行推导。 6.1 .2 逐点对照法圆弧插补 逐点对照法圆弧插补,普通以圆心为坐标原点,给出圆弧 的起始坐标(x0,y。)和尽头坐标(xe ,ye) ,如图6.2所 示。 设圆弧上任一点坐标(X,y),则下式创造 7 拔取判别函数为 个中(xi,yi )为第一象限内任一点坐标。依据动点所正在 区域的差别,有下列三种环境 F>0 动点正在圆弧外 F=0 动点正在圆弧上 F<0 动点正在圆弧内 8 咱们把F>0和F=0团结正在沿途商量,按下述条例,就可能实 现第一象限逆圆对象 的圆弧插补。 F≥0时,向一X对象走一步; F<0时,向十y对象走一步。 每走一步后,阴谋一次判别函数,举动下一次运动的判别标 准,同时举行一次尽头判别。F值可用递推阴谋法由加减算到。 设动点今朝坐标为(xi ,yi) 其F值为Fi,j 动点正在一X对象走一步后, 动点正在十y对象走一步后, 9 尽头推断可采用与直线插补相仿的本事。总结起来,F0 时,向-x 对象走一步。其偏 差阴谋、坐标值阴谋和尽头推断阴谋公式如下: F<0时,向十y对象走一步。其偏向阴谋、坐标值阴谋 和尽头推断阴谋公式如下: 10 6.2数字积分法插补道理 6.2.1 数字积分法道理 数字积分法又称数字微明晰白法或 DDA(Digital Differential nlyZer)法。数字积分法具有运算速率速、脉冲分拨匀称、易 于告终众轴联动及刻画平面百般函数弧线的特色,行使对照广 泛。其谬误是速率医治未便,插补精度需求选取必然手段才调 满意央浼。因为阴谋机有较强的运算材干和矫健性,上述谬误 易于制服。 11 令符号Sk 流露t= kΔt时辰的S 值,则依据积分的道理,函数 p=f(t) 正在0~t区间的积分即是该 函数弧线所示),并可能近似当作 是该弧线下很众小矩形面积之 和即 个中 数值积分可分三步告终:开始,正在原坐标值上加减 增量ΔPk,阴谋出坐标 12 然后,依据式(6.15)阴谋积分增量ΔSk ;结果,依据 方程(6.14)将ΔSk加到上Sk -1 ,得回积分值Sk 。凤凰平台 DDA积分器以迭代格式事业,迭代频率 f由外部时钟供应, 个中 6·2·2 数字积分法天生赏速率创面 采用DDA法天生速率视指令信号的道理如图6·4所示.对 于每一种速率,务必发生等频率的参考脉冲序列。为 此.时钟信号由0到1转换一次,速率寄存器v中存储的数 便加到身分寄存器P中一次 。由P发作的溢出脉冲的速度与 V的数值和时钟频率f 相闭。当时钟频率固守时,输出参考 脉冲的速度可由V的数值变更。图6.4(a)为常速率剖面, 图6.4(b)为天生该速率剖面的本事。 13 6.2.3 数字积分法