计算机控制——chapter3数字程序控制技术.ppt

puter Controlled Systems 中南大学信息科学与工程学院自动化专业 2017 年2月 23 日第三章数字程序控制技术 数字程序控制基础 逐点比较法插补原理 步进电机控制技术中南大学信息科学与工程学院自动化专业计算机控制技术讲义第三章数字程序控制技术 数字程序控制基础返回 数字程序控制原理 数字程序控制方式 开环数字程序控制中南大学信息科学与工程学院自动化专业计算机控制技术讲义第三章数字程序控制技术 数字程序控制原理一、数字程序控制原理概述 1、概念指计算机根据输入的指令和数据,控制生产机械(如各种加工机床)按规定的工作顺序,运动轨迹,运动距离和运动速度等规律自动地完成工作的自动控制。主要应用于机床自动控制。 2、数控系统的组成输入装置,输出装置,控制器, 插补器等四大部分。中南大学信息科学与工程学院自动化专业计算机控制技术讲义第三章数字程序控制技术二、数字程序控制基本原理基本思路: -逐点输入加工轨迹的坐标不现实。-数控加工轮廓一般由直线、圆弧组成,也可能有一些非圆曲线轮廓,因此可以用分段曲线(曲线基点和曲线属性)拟合加工轮廓。-输出装置为步进电机,驱动每个轴以一定距离的步长运动,实际加工轮廓是以折线轨迹拟合光滑曲线。中南大学信息科学与工程学院自动化专业计算机控制技术讲义第三章数字程序控制技术 1 、将曲线分割成若干段,可以是直线段或曲线段原则:保证线段所连成的曲线(折线)与原图形的误差在允许的范围内。 cd bc ab, , cd bc ab, , 图中分割成三段: ,将 a,b,c,d 四点坐标送给计算机。(不是) 中南大学信息科学与工程学院自动化专业计算机控制技术讲义第三章数字程序控制技术 2 、根据 a,b,c,d 四点坐标确定各坐标值之间的中间值给定曲线基点坐标,求得曲线中间值的数值计算方法称为插值或插补。插补的目的:以一定的速度连续定出一系列中间点,而这些中间点的坐标值以一定的精度逼近给定的线段。常用的插补形式:为简化插补运算过程和加快插补速度,常用插直线插补和二次曲线插补两种形式。中南大学信息科学与工程学院自动化专业计算机控制技术讲义第三章数字程序控制技术(1)直线插补指在给定的两个基点之间用一条近似直线来逼近, 也即由此定出的中间点( 中间点不一定在实际直线和近似直线上) 连接起来的折线近似于一条直线,而不是一条真正的直线。(2)二次曲线插补指在给定的两个基点之间用一条近似曲线来逼近, 也就是实际的中间点连线是一条近似于曲线的折线弧。常用的二次曲线有圆弧,抛物线和双曲线等。对图 所示曲线, ab、bc 段用直线插补, cd 段用圆弧插补。中南大学信息科学与工程学院自动化专业计算机控制技术讲义第三章数字程序控制技术 3 、将插补运算过程中定出的各中间点, 以脉冲信号形式去控制 x、y 方向上的步进电机,带动绘图笔或***等,从而绘出图形或加工出所要求的轮廓来。脉冲当量( 步长): 每一个脉冲信号代表步进电机走一步,即绘图笔或***在 X或Y 方向移动一个位置,把对应于每个脉冲移动的相对位置称为脉冲当量, 或步长,常用Δx、Δy 表示, 且总取Δx=Δy实质:用折线逼近理想轨迹中南大学信息科学与工程学院自动化专业计算机控制技术讲义第三章数字程序控制技术(x 0,y 0)代表线段的起点坐标, (x e,y e)代表终点坐标, 则x方向和 y方向应移动的总步数 N x、N y分别为: y yyNx xxN ey ex?????? 0 0,0 0,yyNxxN eyex????若把Δx、Δy定义为坐标增量值,即 x 0、y 0、x e、 y e均是以脉冲当量定义的坐标值,则