数据采样法插补C语言程序

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8-数据采样插补

8-数据采样插补

上式反应了A点与B点的位置关系,只要坐标满足上式,则
A点与B点必在同一圆弧上。由于式中和都是未知数,难以求 解,这里采用近似算法。取α≈45°,即
f cos f co f sin f sin 45 (Yi ) (Yi ) 2 2

采样周期的选择
采用数据采样插补算法,首先需要解决的问题是选择合适 的插补周期。对于位置采样控制系统,确定插补周期时,主 要考虑如何满足采样定理(香农定理),以保证采集到的实际 位移数据不失真。CNC系统位置环的典型带宽为20Hz左右。 根据采样定理,采样频率应该等于或大于信号最高频率的2倍。 取信号最高频率的5倍作为采样频率,即100Hz。因此典型的 采样周期(或插补周期)取为10ms左右。美国A-B公司生产的 一些CNC系统,其插补周期和采样周期均取10.24ms,日本 FANUC公司生产的一些CNC系统,其采样周期取4ms,插补 周期取8ms(采样周期的2倍)。对于后一种情况,插补程序每 8ms调用一次,为下一个周期算出各坐标轴的增量值;而位 置反馈采样程序每4ms调用一次,将插补程序算好的坐标位 置增量值除以2后再与坐标位置采样值进行比较。
FTs X e2 Ye2 FTs X e2 Ye2 Ye
Xe
2. 数据采样圆弧插补
圆弧插补的基本思想是在满足精度要求的前提下,用弦进 给代替弧进给,即用直线逼近圆弧。 图1-15所示为一逆圆弧,圆心在坐标原点,起点A(Xe, Ye),终点(Xe,Ye)。圆弧插补的要求是在已知刀具移动速度F 的条件下,计算出圆弧段上的若干个插补点,并使相邻两个插 补点之间的弦长满足下式:
令K=FT/R
Xi K(Yi - 1 - KXi - 1/2) Yi K(Xi - 1 - KYi - 1/2)

c语言 采集数据 精度 算法 -回复

c语言 采集数据 精度 算法 -回复

c语言采集数据精度算法-回复在计算机科学领域中,采集数据并进行精确的算法分析是非常重要的。

而C语言作为一种高效且广泛应用的编程语言,为我们提供了丰富的工具和函数库来实现这样的数据采集和精度算法。

本文将介绍如何使用C语言来采集数据,并通过一些常见的算法来提高数据的精度。

首先,数据采集是指通过各种传感器、仪器或者采样软件来测量或记录现实世界中的各种物理量。

在C语言中,我们可以使用各种输入输出函数来读取和写入数据。

例如,我们可以使用scanf函数来获取用户输入的数据,并使用printf函数将结果输出到屏幕上。

然而,由于测量仪器或者传感器的精度有限,我们获取到的数据并不总是完全准确的。

因此,为了提高数据的精度,我们需要使用一些算法来进行数据处理和分析。

首先,我们可以使用滤波算法来去除数据中的噪声。

滤波算法可以通过消除或降低原始数据中的高频成分来平滑数据。

C语言中有很多滤波算法的实现,例如无限脉冲响应滤波器(IIR)和有限脉冲响应滤波器(FIR)。

可以根据具体的应用选择合适的滤波算法来降低噪声对数据精度的影响。

除了滤波算法,我们还可以使用插值算法来提高数据的精度。

插值算法可以通过已知数据点之间的关系来预测未知位置上的数据值。

C语言提供了很多插值算法的库函数,比如线性插值和二次插值。

这些算法可以帮助我们在有限的数据点上推算出更精确的结果。

此外,我们还可以使用数值逼近算法来对实际数据进行拟合。

数值逼近算法可以根据已知的离散数据点来推导出一个数学模型,并根据这个模型来预测未知数据的值。

C语言提供了许多数值逼近的函数库,例如多项式逼近和最小二乘法。

使用这些算法可以帮助我们更准确地拟合实际数据,并提高数据的精度。

此外,在进行数据采集和精度算法的过程中,我们还需要考虑一些其他的因素。

比如,数据的采样率和信号处理器的性能都会对数据精度产生影响。

采样率越高,我们获取的数据就越精确,但同时也会增加数据处理的复杂性和计算成本。

第3章-插补原理

第3章-插补原理

Y积分器
计t数 器JVX为(XeJ)E,JR均X 为溢三出位Jvy(Ye) JRy 溢出
终点计 数器
JE
备注
二0进制1存01 放器00。0
011 000
000
初始状态
1
101 101
011 011
001 第一次迭代
2
101 010
1
011 110
010
X溢出
3
101 111
011 001
1
011
Y溢出
∑=8-1=7
4
F<0
+Y
F4=F3+xe=-2+6=4
∑=7-1=6
5
F>0
+X
F5=F4-ye=4-4=0
∑=6-1=5
6
F=0
+X
F6=F5-ye=0-4=-4
∑=5-1=4
7
F<0
+Y
F7=F6+xe=-4+6=2
∑=4-1=3
8
F>0
+X
F8=F7-ye=2-4=-2
∑=3-1=2
9
F<0
4
101 100
1
011 100
100
X溢出
5
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1
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X溢出
6
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Y溢出
7
101 011
1
011 101
111
件加工的要求,现在的数控系统已很少采用这类算法 了。
4
*

9.数据采样法插补原理

9.数据采样法插补原理
9.数据采样法插补原理
数据采样插补又称为时间分割法,与基准脉冲插补法不同,数据采样 插补法得出的不是进给脉冲,而是用二进制表示的进给量。这种方法是根 据程编进给速度F,将给定轮廓曲线按插补周期T(某一单位时间间隔)分 割为插补进给段(轮廓步长),即用一系列首尾相连的微小线段来逼近给 定曲线。每经过一个插补周期就进行一次插补计算,算出下一个插补点, 即算出插补周期内各坐标轴的进给量,如等,得出下一个插补点的指令位 置。
插补周期越长,插补计算误差越大,插补周期应尽量选得小一些。CNC 系统在进行轮廓插补控制时,除完成插补计算外,数控装置还必须处理一 些其它任务,如显示、监控、位置采样及控制等。
数据采样插补一般分为粗、精插补两步完成。第一步是粗插补,由它 在给定曲线的起、终点之间插入若干个微小直线段。 这些微小直线段由精 插补进一步进行数据的密化工作,即进行对直线的脉冲增量插补。
有缘学习更多+谓ygd3076或关注桃报:奉献不连续信号,对时间上连 续的信号进行采样,就是通过一个采样开关K(这个开关K每隔 一定的周期TC闭合一次)后,在采样开关的输出端形成一连串 的脉冲信号。这种把时间上连续的信号转变成时间上离散的脉 冲系列的过程称为采样过程,周期T叫采样周期。
) 2
R 1
1
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2!
/ 22
4!
图5-29 圆弧插补
2 R
8
X
对于直线插补,不会造成轨迹误差。在圆弧插补中,会带来轨迹误差。
机电工程学院
设T为插补周期,F为进给速度,则轮廓步长为
l TF
用轮廓步长代替弦长,有
l TF RR
,得
er
(TF ) 2 8R
可见,圆弧插补过程中,用弦线逼近圆弧时,插补误差er与程编

数据采样插补

数据采样插补

数据采样插补一、概述数据采样插补多用于进给速度要求较高的闭环掌握系统。

它与前面我们介绍的插补方法的最大不同就是前者计算机一般不包含在伺服掌握环内,计算机插补的结果是输出进给脉冲,伺服系统依据进给脉冲进给。

每进给一步(一个脉冲当量),计算机都要进行一次插补运算。

进给速度受计算机插补速度的限制,很难满意现代数控机床高速度的要求。

而后者计算机一般包含在伺服掌握环内。

数据采样插补用小段直线来靠近给定轨迹,插补输出的是下一个插补周期内各轴要运动的距离,不需要每走一个脉冲当量就插补一次,可达到很高的进给速度。

1. 数据采样插补的基本原理粗插补:采纳时间分割思想,依据进给速度F和插补周期T,将廓型曲线分割成一段段的轮廓步长L,L=FT,然后计算出每个插补周期的坐标增量。

精插补:依据位置反馈采样周期的大小,由伺服系统的硬件完成。

2. 插补周期和检测采样周期插补周期大于插补运算时间与完成其它实时任务时间之和,现代数控系统一般为2~4ms,有的已达到零点几毫秒。

插补周期应是位置反馈检测采样周期的整数倍。

3.插补精度分析直线插补时,轮廓步长L与被加工直线重合,没有插补误差。

圆弧插补时,轮廓步长L作为弦线或割线对圆弧进行靠近,存在半径误差。

二、数据采样法直线插补1.插补计算过程(1)插补预备主要是计算轮廓步长l=FT及其相应的坐标增量。

(2)插补计算实时计算出各插补周期中的插补点(动点)坐标值。

2.有用的插补算法(1)直线函数法插补预备:插补计算:2)进给速率数法(扩展DDA法)插补预备: 引入步长系数K则插补计算:三、数据采样法圆弧插补1. 直线函数法(弦线法)如图5-13所示,要加工圆心在原点O(0,0)、半径为R的第一象限顺圆弧,在顺圆弧上的B点是继A点之后的插补瞬时点,两点的坐标分别为A(Xi,Yi)、B(Xi+1,Yi+1),现求在一个插补周期T内X 轴和Y轴的进给量△X、△Y。

图中的弦AB是圆弧插补时每个插补周期内的进给步长l,AP是A点的圆弧切线,M是弦的中点。

数控加工中两种插补原理及对应算法

数控加工中两种插补原理及对应算法

数控加工中两种插补原理及对应算法数控机床上进行加工的各种工件,大部分由直线和圆弧构成。

因此,大多数数控装置都具有直线和圆弧的插补功能。

对于非圆弧曲线轮廓轨迹,可以用微小的直线段或圆弧段来拟合。

插补的任务就是要按照进给速度的要求,在轮廓起点和终点之间计算出若干中间控制点的坐标值。

由于每个中间点计算的时间直接影响数控装置的控制速度,而插补中间点的计算精度又影响整个数控系统的精度,所以插补算法对整个数控系统的性能至关重要,也就是说数控装置控制软件的核心是插补。

插补的方法和原理很多,根据数控系统输出到伺服驱动装置的信号的不同,插补方法可归纳为脉冲增量插补和数据采样插补两种类型。

一、脉冲增量插补这类插补算法是以脉冲形式输出,每次插补运算一次,最多给每一轴一个进给脉冲。

把每次插补运算产生的指令脉冲输出到伺服系统,以驱动工作台运动。

一个脉冲产生的进给轴移动量叫脉冲当量,用δ表示。

脉冲当量是脉冲分配计算的基本单位,根据加工的精度选择,普通机床取δ=0.01mm,较为精密的机床取δ=1μm或0.1μm。

插补误差不得大于一个脉冲当量。

这种方法控制精度和进给速度低,主要运用于以步进电动机为驱动装置的开环控制系统中。

二、数据采样插补数据采样插补又称时间标量插补或数字增量插补。

这类插补算法的特点是数控装置产生的不是单个脉冲,而是数字量。

插补运算分两步完成。

第一步为粗插补,它是在给定起点和终点的曲线之间插入若干个点,即用若干条微小直线段来拟合给定曲线,每一微小直线段的长度△L都相等,且与给定进给速度有关。

粗插补时每一微小直线段的长度△L与进给速度F和插补T周期有关,即△L=FT。

实训报告(数据采样插补)

实训报告(数据采样插补)

数字化实训报告一数据采样差补简介所谓数据采样插补法,或称为时间分割法。

它尤其适合于闭环和半闭环以直流或交流电机为执行机构的位置采样控制系统。

这种方法是把加工一段直线或圆弧的整段时间细分为许多相等的时间间隔,称为单位时间间隔(或插补周期)。

每经过一个单位时间间隔就进行一次插补计算,算出在这一时间间隔内各坐标轴的进给量,边计算,边加工,直至加工终点。

与基准脉冲插补法不同,采用数据采样法插补时,在加工某一直线段或圆弧段的加工指令中必须给出加工进给速度F,先通过速度计算,将进给速度分割成单位时间间隔的插补进给量L(或称为轮廓步长),又称为一次插补进给量。

这类算法的核心问题是如何计算各坐标轴的增长数∆x和∆y(而不是单个脉冲),有了前一插补周期末的动点位置值和本次插补周期内的坐标增长段,就很容易计算出本插补周期末的动点命令位置坐标值。

对于直线插补来讲,插补所形成的轮廓步长子线段(即增长段)与给定的直线重合,不会造成轨迹误差。

而在圆弧插补中,因要用切线或弦线来逼近圆弧,因而不可避免地会带来轮廓误差。

其中切线近似具有较大的轮廓误差而不大采用,常用的是弦线逼近法。

有时,数据采样插补是分两步完成的,即粗插补和精插补。

第一步为粗插补,它是在给定起点和终点的曲线之间插入若干个点,即用若干条微小直线段来逼近给定曲线,粗插补在每个插补计算周期中计算一次。

第二步为精插补,它是在粗插补计算出的每一条微小直线段上再做“数据点的密化”工作,这一步相当于对直线的脉冲增量插补。

二直线插补直线插补的情况如右图所示。

要求刀具在XY 平面中作所示的直线运动。

在这一程序段中,每一小段的长度为L=KFT(K进给倍率,F进给速度,T插补周期)。

只要求出∆x和∆y即可。

tanα=X E Y Ecosα=1√1+(tanα)2∆X=L∗cosα∆Y=∆X∗tanα三顺圆圆弧插补3.1公式推导圆弧插补的情况如下。

顺圆弧AB为待加工曲线,可以依据几何知识推导出关系式:∆Y ∆X =X I+0.5∗L∗COSαY I−0.5∗L∗SINα无法求解出∆x和∆y,取α=45°.如此会引起的误差就是下一点可能不在圆弧上面,所以修正关系式为:∆X′=L*COS45X I2+Y I2=(X I+∆X)2+(Y I−∆Y)2AB3.2流程图3.3程序CLOSE&1#1->2500X#2->2500YOPEN PROG 28CLEARINC;增量模式P0=1;每个周期的步长P1=100;半径P2=0;x0P3=100;y0P4=100;x1P5=0;y1P11=0.7071;sin45,cos45P6=SQRT((P4-P2)*(P4-P2)+(P5-P3)*(P5-P3));始末点距离P7=INT(2*(ASIN(P6/2/P1))*P1/P0)+1;步数WHILE(P7>0);由步数控制循环P8=ATAN((P2+0.5*P0*P12)/(P3-0.5*P12*P0));计算新的角度P9=P0*COS(P8);dxP10=-(P2+0.5*P9)*P9/(P3-0.5*P9);dyP2=P2+P9;新的x0P3=P3+P10;新的y0X(P9);电机动作Y(P10)P7=P7-1;步数减一ENDWHILECLOSE四逆圆圆弧插补4.1公式推导圆弧插补的情况如下。

数据采样插补

数据采样插补

在CNC系统中较广泛采用的另一种插补计算方法即所谓数据采样插补法,或称为时间分割法。

它尤其适合于闭环和半闭环以直流或交流电机为执行机构的位置采样控制系统。

这种方法是把加工一段直线或圆弧的整段时间细分为许多相等的时间间隔,称为单位时间间隔(或插补周期)。

每经过一个单位时间间隔就进行一次插补计算,算出在这一时间间隔内各坐标轴的进给量,边计算,边加工,直至加工终点。

与基准脉冲插补法不同,采用数据采样法插补时,在加工某一直线段或圆弧段的加工指令中必须给出加工进给速度v,先通过速度计算,将进给速度分割成单位时间间隔的插补进给量(或称为轮廓步长),又称为一次插补进给量。

例如,在FANUC 7M系统中,取插补周期为8 ms,若v的单位取mm/min,f的单位取mμ/8 ms,则一次插补进给量可用下列数值方程计算:10008260100015vf v⨯⨯==⨯按上式计算出一次插补进给量f后,根据刀具运动轨迹与各坐标轴的几何关系,就可求出各轴在一个插补周期内的插补进给量,按时间间隔(如8 ms)以增量形式给各轴送出一个一个插补增量,通过驱动部分使机床完成预定轨迹的加工。

由上述分析可知,这类算法的核心问题是如何计算各坐标轴的增长数x∆或y∆(而不是单个脉冲),有了前一插补周期末的动点位置值和本次插补周期内的坐标增长段,就很容易计算出本插补周期末的动点命令位置坐标值。

对于直线插补来讲,插补所形成的轮廓步长子线段(即增长段)与给定的直线重合,不会造成轨迹误差。

而在圆弧插补中,因要用切线或弦线来逼近圆弧,因而不可避免地会带来轮廓误差。

其中切线近似具有较大的轮廓误差而不大采用,常用的是弦线逼近法。

有时,数据采样插补是分两步完成的,即粗插补和精插补。

第一步为粗插补,它是在给定起点和终点的曲线之间插入若干个点,即用若干条微小直线段来逼近给定曲线,粗插补在每个插补计算周期中计算一次。

第二步为精插补,它是在粗插补计算出的每一条微小直线段上再做“数据点的密化”工作,这一步相当于对直线的脉冲增量插补。

数据采样插补原理

数据采样插补原理

数据采样插补原理数据采样插补是指在数据分析和处理过程中,由于数据缺失或不完整而需要进行填补的一种方法。

在实际应用中,我们常常会遇到一些数据缺失的情况,例如某些观测点没有数据记录,或者某些时间段没有数据。

这时候,我们就需要使用数据采样插补的方法来填补这些缺失的数据,以便进行后续的分析和处理。

数据采样是指从总体中抽取一部分样本数据进行分析和推断的过程。

在数据采样过程中,我们需要保证样本的代表性和可靠性,以尽可能准确地反映总体的特征。

常用的数据采样方法包括随机抽样、分层抽样、整群抽样等。

通过合理选择采样方法和样本数量,我们可以在一定程度上降低数据采样误差,提高数据分析的准确性和可靠性。

数据插补是指根据已有数据的特征和规律,推断和填充缺失的数据。

数据插补可以通过各种方法进行,常见的方法包括均值插补、中位数插补、回归插补、插值法等。

这些方法都是根据已有数据的特征和规律进行推断和填充,以尽可能准确地恢复缺失的数据。

数据插补的目的是保持数据集的完整性和一致性,使得后续的分析和处理可以顺利进行。

数据采样插补的原理是将数据采样和数据插补两个方法相结合,通过采样得到样本数据,然后根据已有数据的特征和规律进行插补,填补缺失的数据。

这样可以在保持数据集完整性和一致性的同时,尽可能准确地反映总体的特征。

数据采样插补的过程中,我们需要考虑样本的代表性和可靠性,以及插补方法的准确性和可行性,以确保插补结果的准确性和可靠性。

数据采样插补在实际应用中具有广泛的应用场景。

例如,在气象领域,由于观测站点的分布不均匀,某些地区的观测数据可能缺失。

为了分析和预测气象变化,我们需要对这些缺失的数据进行插补,以获得完整的数据集。

又如,在金融领域,由于某些交易记录的缺失或错误,我们需要对这些数据进行插补,以保持数据集的完整性和一致性,以便进行后续的分析和建模。

数据采样插补是一种常用的数据处理方法,它可以在数据缺失或不完整的情况下,通过采样和插补的方法,填补缺失的数据,以保持数据集的完整性和一致性。

数据采样法插补原理

数据采样法插补原理
时间间隔的插补进给量)为:
f 的单位为μm/8ms,v的单位为㎜/min
2021/4/21
4
5单元 数据采样法插补原理
二 时间分割法直线插补
1. 原理:
设要求刀具在xy平面中作图示的直线运
动。插补时,取增量大的作长铀,小的为短 轴,要求两轴速度保持一定的比例,且同时 到达终点。
设刀具移动方向与长轴夹角为α,OA为一 次插补的进给步长f 。根据终点坐标A(xe,ye), 可得:
2021/4/21
如何计算一个周期内各坐标轴的增量值 3
5单元 数据采样为许多相等的△t(时间
分割),计算出步长( △X,△Y),边计算边加工,直至加工终点;直线
插补无误差。
FANUC 7M系统, 插补周期△t = 8ms(位置采样周期4ms),步长(单位
然后再计算出相应插补点(动点)位置的坐标值。
这种方法是把加工一段直线或圆弧的整段时间分为许多相等的时间间
隔,该时间间隔称为单位时间间隔,也即插补周期。在时间分割法中, 每经过一个单位时间间隔就进行一次插补计算,算出进给量,再根据刀 具运动轨迹与各坐标轴的几何关系求出各轴在一个插补周期内的进给量。
要解决两个问题:如何选择插补周期
由点A(xi, yi)求出下一点B(xi+1, yi+1),实质上是求在 一次插补周期的时间8ms内x轴和y轴的进给量△x和△y。 图中的弦AB正是圆弧插补时每个周期的进给步长f, AP是A点的圆弧切线,M是弦的中点。显然,ME ⊥AF ,E是AF的中点,而OM⊥AB 。由此,圆心角具 有下列关系:
2021/4/21
16
13
三 时间分割法扩展DDA插补
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第16讲数据采样插补的原理

第16讲数据采样插补的原理

刀尖位置与机床控制刀位点不同时,需要刀尖位置 补偿。刀具磨损或者换了新的刀具后,实际刀尖位置变 化,需要补偿。
14
3.6 刀具半径补偿 数 控 技 术
第 三 章
1)B功能刀具半径补偿计算: ◆直线加工时刀具补偿;
Y
A(x,y) ∆y r A’(x’,y’)
第 三 章
计 算 机 数 控 装 置
扩展DDA插补是在DDA插补的基础上发展起来,并将DDA法 用切线逼近圆弧的方法改进为用割线逼近,减少了逼近误差, 提高了圆弧插补的精度。
7
3.5 数据采样插补的原理 数 一. 数据采样插补的基本思想 控 (二) 数据采样法之二——扩展DDA法 技 1 .扩展DDA直线插补 V 术 X V T TX X
第 三 章
ΔPAG∽ΔAOC
AOC PAC i
i 1 i
1 i 2
计 算 机 数 控 装 置
插补步长和角步距的关系
l cos X
l sin Y
5
3.5 数据采样插补的原理
数 一. 数据采样插补的基本思想 控 直线函数法的主要问题: 技 1.用弦线逼近圆弧,因此插补误差主要为半径的绝对误差。 术 因插补周期是固定的,该误差取决于进给速度和圆弧半径,
第 三 章
直线与X轴夹角为,若已知轮廓步长,则本次插补周期内各坐 标轴进给量为: X l cos
计 算 机 数 控 装 置
Ye Y x Xe
下式可以避免计算三角函数:
cos
Xe X e2 Ye2一. 数据采样插补的基本思想 控 2. 直线函数法圆弧插补: 技 直线函数法圆弧插补,需先根据进给速度指令F,计算出 术 轮廓步长l,然后以长为l的弦线逼近圆弧,再将弦l分解到两个

第三节 数据采样法插补

第三节 数据采样法插补

T= nΔ TP
n=0,1,……
由于插补运算的输出是位置控制的输入,因此插 补周期最好是位置控制周期的整数倍。 例如,FANUC 7M系统的插补周期是8ms,而位置 控制周期是4ms。
二 、直接函数法
1.直线插补
设要加工右图所示直线 OE ,起点 在坐标原点O,终点为 E (Xe,Ye), 直线与X轴夹角为,则有:
Δ Xi
Y
E(Xe,Ye)
Δ Yi
cos ye / xe ye
2
2
α
O
直线插补
X
tan ye / xe
若已计算出轮廓步长,从而 求得本次插补周期内各坐标轴 进给量为:
xi l cos x x x i 1 i i yi 1 xi 1 tan yi yi 1 yi
第三节 数据采样法插补
采样是指由时间上连续信号取出不连续信号,对时间上连 续的信号进行采样,就是通过一个采样开关K(这个开关K每 隔一定的周期TC闭合一次)后,在采样开关的输出端形成一连 串的脉冲信号。这种把时间上连续的信号转变成时间上离散的 脉冲系列的过程称为采样过程,周期T叫采样周期。 计算机定时对坐标的实际位置进行采样,采样数据与指令位 置进行比较,得出位置误差用来控制电动机,使实际位置跟随 指令位置。对于给定的某个数控系统,插补周期Ts和采样周期 TC是固定的,通常Ts≥TC,一般要求Ts是TC的整数倍。
但ts也不能太短因为cnc系统在进行轮廓插补控制时其cnc装置中的cpu不仅要完成插补运算还必须处理一些其他任务如位置误差计算显示监控io处理等因此ts不单是指cpu完成插补运算所需的时间而且还必须留出一部分时间用于执行其他相关的cnc任务
数控技术

插补的基本概念、脉冲增量插补与数据采样插补的特点和区别

插补的基本概念、脉冲增量插补与数据采样插补的特点和区别

② 在数控机床的加工过程中,刀具只能以折线的形式去逼近需要被加工的 曲线轮廓,其实际运动轨迹是由一系列微小直线段所组成的折线,而不是光滑 的曲线,如下图所6 a7
a0
a1
a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9
(a)
(b)
(3)插补定义 在机床运动过程中,为了实现轮廓控制,数控系统必须根据零件轮廓 的曲线形式和进给速度的要求 ,实时计算出介于轮廓起点和终点之间的所 有折线端点的坐标(a1、a2、a3、…、),这种实时运算操作就是插补运 算。
a0 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a0 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9
(a)
(b)
所谓插补,就是根据零件轮廓的几何形状、几何尺寸以及轮廓加工的 精度要求和工艺要求,在零件轮廓的起点和终点之间插入一系列中间点 (折线端点)的过程,即所谓“数据点的密化过程”,其对应的算法称为 插补算法。
(5)插补算法分类 脉冲增量插补算法 通过向各个运动轴分配驱动脉冲来控制机床坐标轴相互协调运动,从而加工出一 定轮廓形状的算法。 特点: ① 每次插补运算后,在一个坐标轴方向(X、Y或Z) ,最多产生一个单位脉冲 形式的步进电机控制信号,使该坐标轴最多产生一个单位的行程增量。 每个单位脉冲所对应的坐标轴位移量称为脉冲当量,一般用δ或BLU来表示。 ② 脉冲当量是脉冲分配的基本单位,它决定了数控系统的加工精度。 普通数控机床: δ = 0.01mm; 精密数控机床: δ = 0.005mm 、 0.0025mm 或0.001mm; ③ 算法比较简单,通常只需要几次加法操作和移位操作就可以完成插补运算,因 此容易用硬件来实现。 ④ 插补误差 < δ;输出脉冲频率的上限取决于插补程序所用的时间。因此该算法 适合于中等精度( δ = 0.01mm )和中等速度(1~4m/min)的机床数控系统。

数据采样法插补C语言程序

数据采样法插补C语言程序

#include<stdio.h>#include<math.h>#include<stdlib.h>/********************************************************************/ /* 函数名: InsertPoint *//* 功能:控制机床各轴进给并将进给结果写入文件中 *//* 参数:double x, double y 插补点单位:毫米 *//* 说明:与机床硬件关联,每产生一个点调用一次 *//********************************************************************/ void InsertPoint(double xCur,double yCur){extern FILE *fp;char ch=10;printf("xCur=%f,yCur=%f\n",xCur,yCur);fprintf(fp,"%f,%f",xCur,yCur);fputc(ch,fp);}/********************************************************************/ /* 函数名: Judge_Quadrant *//* 功能:判断参数坐标的所在象限并返回相应象限值 *//* 参数:double x mm *//* double y mm *//********************************************************************/ unsigned short Judge_Quadrant(double x, double y){unsigned short nDir;if (x>=0){ //象限判断if (y>=0){nDir=1;return 1;}else{nDir=4;return 4;}}else{if (y>=0){nDir=2;return 2;}else{nDir=3;return 3;}}}/********************************************************************/ /* 函数名: DSM_Line *//* 功能:数据采样法直线插补 *//* 参数:double XEnd, double YEnd 插补终点 mm *//* double FVal 插补速度 mm/min *//* unsigned short Ts 插补周期 ms *//********************************************************************/ void DSM_Line(double XEnd, double YEnd, double FVal, unsigned short Ts){double fDeltaL,fL;double K;int bXIsBigger;double GEnd,NEnd;double GStepVal;//NStepVal;double AxisGVal,AxisNVal;double fStVel;double fDistToEnd;fStVel=FVal/300000; //插补速度 ,单位为mm/stAxisGVal=AxisNVal=0;fDeltaL=FVal*Ts/(60*1000); //一个插补周期内的合成增量,单位为毫米fL=sqrt(XEnd*XEnd+YEnd*YEnd);K=fDeltaL/fL;//确定引导坐标和非引导坐标if (fabs(XEnd>=fabs(YEnd))){bXIsBigger=1;GEnd=XEnd;NEnd=YEnd;}else{bXIsBigger=0;GEnd=YEnd;NEnd=XEnd;}GStepVal=GEnd*K;fDistToEnd=(AxisGVal-GEnd)*(AxisGVal-GEnd)+(AxisNVal-NEnd)*(AxisNVal-NEnd);while (fDistToEnd>(fDeltaL*fDeltaL/4)){AxisGVal+=GStepV al;AxisNVal=AxisGVal*NEnd/GEnd;if (bXIsBigger){InsertPoint(AxisGVal,AxisNVal);}else{InsertPoint(AxisNVal,AxisGVal);}fDistToEnd=(AxisGVal-GEnd)*(AxisGVal-GEnd)+(AxisNVal-NEnd)*(AxisNVal-NEnd);}}/********************************************************************//* 函数名: DSM_Circle *//* 功能:数据采样法圆弧插补 *//* 参数:double XStart, double YStart 插补起点 mm *//* double XEnd, double YEnd 插补终点 mm *//* double FVal 插补速度 mm/min *//* unsigned short Ts 插补周期 ms *//* double radius 圆弧半径 mm *//* bool bIsCW 圆弧插补方向 0或1 *//********************************************************************/void DSM_Circle(double xSt, double ySt, double xEnd, double yEnd,double radius, double FVal, i nt Ts, int bIsCW){double FT,a,xCur,yCur,xCur1;double es,xdir,ydir;//用于判定终点的误差int full_circle=0,judge=1;int ndir;if(xSt==xEnd&ySt==yEnd)full_circle=1;//整圆判断 FT=FVal*Ts/60/1000.0; es=FT/2;a=2*asin(FT/2/radius);//每个插补周期所超过的弦线对应的圆心角xCur=xSt,yCur=ySt;InsertPoint(xCur,yCur);if(bIsCW==0)//逆圆插补{while(judge==1||full_circle==1)//终点判断{xCur1=xCur*cos(a)-yCur*sin(a);//三角函数圆弧插补的迭代公式yCur=yCur*cos(a)+xCur*sin(a);xCur=xCur1;InsertPoint(xCur,yCur);full_circle=0;xdir=xCur-xEnd;ydir=yCur-yEnd;ndir=Judge_Quadrant(xdir,ydir);switch(ndir){case 1:judge=xdir>=es||ydir>=es;break;case 2:judge=(-xdir)>=es||ydir>=es;break;case 3:judge=(-xdir)>=es||(-ydir)>=es;break;case 4:judge=xdir>=es||(-ydir)>=es;break;}}}else//顺圆插补{while(judge==1||full_circle==1)//终点判断{xCur1=xCur*cos(a)+yCur*sin(a);//三角函数圆弧插补的迭代公式yCur=yCur*cos(a)-xCur*sin(a);xCur=xCur1;InsertPoint(xCur,yCur);full_circle=0;xdir=xCur-xEnd;ydir=yCur-yEnd;ndir=Judge_Quadrant(xdir,ydir);switch(ndir){case 1:judge=xdir>=es||ydir>=es;break;case 2:judge=(-xdir)>=es||ydir>=es;break;case 3:judge=(-xdir)>=es||(-ydir)>=es;break;case 4:judge=xdir>=es||(-ydir)>=es;break;}}}}FILE *fp;//文件指针int main(){double ft=1000.0*10/60/1000;char fn[10];printf("please input filename:\n");scanf("%s",fn);if((fp=fopen(fn,"w"))==NULL){printf("can't open file\n");exit(0);}// DSM_Circle(40,0,40,0,40,1000,10,1);//输入要插补圆弧的参数DSM_Line(30,50,1000,10);//输入要插补直线的参数fclose(fp);return 0;}。

C语言采样程序

C语言采样程序

# include<stdio.h># include<string.h># include<math.h># include<windows.h>#include <time.h>int j=0;char filename[20];float b,c,k;//b为根号下的浮点数据,d为b的双浮点数据,e为(根号*电流),c为e 的浮点数据,h为cos里面的数据,f为时间周期double d,e,f,h,g;int i=0;float m,s; //s为g的浮点数据int q;struct data_type{float num;}data[1000];FILE *fp;void main(){//************系统时间**************dd: time_t time_s;struct tm *date_time;// while (1)// {Sleep(1000);time(&time_s);date_time = localtime(&time_s);COORD RD={0,0};SetConsoleCursorPosition(GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE),RD);printf("%04d/%02d/%02d %02d:%02d:%02d ",date_time->tm_year+1900,date_time->tm_mon+1,date_time->tm_mday,date_time->tm_hour,date_time->tm_min,date_time->tm_sec);// }//************系统时间**************int a,b,z;void huitu();printf("\n*******************--------**********************\n");printf(" 欢迎使用\n");printf("*******************--------**********************\n\n");//#####################常用故障检测#################### printf("请输入你的选择:1 数据生成2 数据查看\n");scanf("%d",&z);if(z==1){//常用故障检测的选中printf(" 1:三相短路故障\n");printf(" 2:两相短路故障\n");printf(" 3:两相接地故障\n");printf(" 4:单相接地故障\n");printf(" 5:三相断线故障\n");printf(" 6:两相断线故障\n");printf(" 7:单相断线故障\n\n您的选择为:");ss: scanf("%d",&a);switch(a){case 1: printf("\n请输入PSASP提供的故障参数:");break;case 2: printf("\n请输入PSASP提供的故障参数:");break;case 3: printf("\n请输入PSASP提供的故障参数:");break;case 4: printf("\n请输入PSASP提供的故障参数:");break;case 5: printf("\n请输入PSASP提供的故障参数:");break;case 6: printf("\n请输入PSASP提供的故障参数:");break;case 7: printf("\n请输入PSASP提供的故障参数:");break;default:printf("!!输入错误!!\n请重新输入故障类型:");goto ss;}huitu();Sleep(1000);}//system("cls");//####################常用故障检测###################### else{if((fp=fopen("stabledata.dat","r"))==NULL){printf("cannot open this file\n");exit(0);}else{while(feof(fp)==0){fseek(fp,j*sizeof(struct data_type),0);fread(&data[j],sizeof(struct data_type),1,fp);printf("%f\n",data[j].num);j++;}}fclose(fp);}scanf("%d",&b);system("cls");goto dd;printf("*******************--------**********************\n");printf(" 谢谢使用\n");printf("*******************--------**********************\n\n");}//$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$采样绘图$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$void huitu(){// float b,c,k;//b为根号下的浮点数据,d为b的双浮点数据,e为(根号*电流),c为e 的浮点数据,h为cos里面的数据,f为时间周期// double d,e,f,h,g;// int i;// float m,s; //s为g的浮点数据// int q;// struct data_type// {// float num;// }data[1000];//printf("已进入绘图函数");printf("根号下的数b=");scanf("%f",&b);printf(" 故障数据电压或者电流k=");scanf("%f",&k);d=(double)b;e=k*sqrt(d);c=(float)e;//****关于采样时间的处理****printf("请输入您所需的采样时间:");scanf("%f",&m);q=(int)(0.02/m);f=0;// char filename[20];// FILE *fp;strcpy(filename,"stabledata.dat");fp=fopen(filename,"w+");if((fp=fopen(filename,"w+"))==NULL){printf("cannot open this file\n");exit(0);}else{printf("\n数据处理结果如下:\n");for(i=0;i<=q-1;i++){f=f+m;h=314*f;g=e*cos(h);// printf("%f\n",g);s=float(g);//******文件*******data[i].num=s;fseek(fp,i*sizeof(struct data_type),0);// fread(&data[i],sizeof(struct data_type),1,fp);if(fwrite(&data[i],sizeof(struct data_type),1,fp)!=1)printf("file write error\n");// printf("%f\n",data[i].num);// fseek(fp,-sizeof(struct data_type),1);// fread(&data[i],sizeof(struct data_type),1,fp);printf("%f\n",data[i].num);}fclose(fp);}//*******文件********printf("故障数据处理结束\n\n");printf("%f\n",f);}//$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$采样绘图$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$。

8-数据采样插补

8-数据采样插补
由于每次进给量很小,所以在整个插补过程中,这种近似是 可行的。其中Xi、Yi为已知。由上式可求出所以可得
X f cos
又由式
X (Xi )X 2 Y Y Yi 2
便可求得 △Y. △X 、△Y求出后,可求得新的插补点坐标值为
Xi+1=Xi+Δ X,Yi+1=Yi+Δ Y
插补周期越长,插补计算误差越大,插补周期应 尽量选得小一些。CNC系统在进行轮廓插补控制时,除 完成插补计算外,数控装置还必须处理一些其它任务, 如显示、监控、位置采样及控制等。 因此,插补周期应大于插补运算时间和其它实时 任务所需时间之和。插补周期大约在8ms左右。 对于直线插补,不会造成轨迹误差。在圆弧插补 中,会带来轨迹误差。
4.2
数据采样插补原理
1. 数据采样直线插补 如图5-14所示,直线起点在原点O(0,0),终点为E(Xe, Ye),刀具移动速度为F。设插补周期,则每个插补周期的进给 步长为
L FTs
各坐标轴Ye L
Y E(Xe, Ye) Yi+ 1 Yi Ni Ni+ 1 L Yi Xi
O

Xi
Xi+ 1
X
数据采样法直线插补
式中,L为直线段长度;K为系数, 因为
L
X e2 Ye2
K L / L
X i X i 1 X i X i 1 KX e Yi Yi 1 Yi Yi 1 KYe
因而动点的插补计算公式为
X i X i-1 Yi Yi-1
L FTs
Y E(Xe, Ye) L=FT S

A(Xa, Ya)
O
X
图1-15 用弦进给代替弧进给
如图所示,设刀具在第一象限沿顺时针圆弧运动,圆上点 A(Xi,Yi)为刀具当前位置,B(Xi+1,Yi+1)为刀具插补后到达

c语言采样函数

c语言采样函数

c语言采样函数在C语言中,采样函数是一种用于获取某个信号的离散时间采样值的函数。

在实际应用中,采样函数被广泛用于信号处理、数据分析和控制系统等领域。

本文将介绍C语言中常用的采样函数及其应用。

一、采样函数的定义和使用在C语言中,采样函数通常采用数组存储采样值,然后通过循环结构实现对信号的连续采样。

下面是一个简单的采样函数示例:```c#define SAMPLE_SIZE 100void sampling(double signal[], int size) {for (int i = 0; i < size; i++) {// 采样信号的处理逻辑// ...}}```在使用采样函数时,可以将需要采样的信号作为参数传入函数中,并指定采样的大小。

采样函数会根据指定的大小进行循环采样,并对采样信号进行处理。

二、采样函数的应用1. 信号处理采样函数在信号处理中起着重要的作用。

通过采样函数,可以对连续时间的信号进行离散化处理,方便后续的信号分析和处理。

例如,可以通过采样函数获取音频信号的离散化采样值,然后进行声音分析、降噪等处理。

2. 数据分析采样函数也常用于数据分析。

通过采样函数,可以对大量数据进行采样,得到一系列离散的数据点,然后进行统计、回归等分析操作。

例如,可以通过采样函数对某个物理量进行采样,然后分析这些采样值的分布特征、均值、方差等统计量。

3. 控制系统在控制系统中,采样函数用于获取控制系统的反馈信号,进而进行控制计算和控制策略的调整。

通过采样函数,可以获取系统的当前状态,然后根据控制算法进行控制计算,最终实现对控制对象的控制。

例如,可以通过采样函数获取温度传感器的温度值,然后根据控制算法进行温度控制。

三、采样函数的优化为了提高采样函数的效率和准确性,我们可以对采样函数进行优化。

以下是一些常见的采样函数优化方法:1. 优化采样频率合理选择采样频率可以提高采样函数的效率和准确性。

采样频率过高会增加处理的数据量和计算复杂度,而采样频率过低可能会导致信号丢失。

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{
double fDeltaL,fL;
double K;
int bXIsBigger;
double GEnd,NEnd;
double GStepVal;//NStepVal;
double AxisGVal,AxisNVal;
double fStVel;
double fDistToEnd;
fStVel=FVal/300000; //插补速度,单位为mm/st
DSM_Line(30,50,1000,10);//输入要插补直线的参数
fclose(fp);
return 0;
}
AxisGVal=AxisNVal=0;
fDeltaL=FVal*Ts/(60*1000); //一个插补周期内的合成增量,单位为毫米
fL=sqrt(XEnd*XEnd+YEnd*YEnd);
K=fDeltaL/fL;
//确定引导坐标和非引导坐标
if (fabs(XEnd>=fabs(YEnd)))
unsigned short Judge_Quadrant(double x, double y)
{
unsigned short nDir;
if (x>=0)
{ //象限判断
if (y>=0)
{
nDir=1;
return 1;
}
else
{
nDir=4;
return 4;
}
}
else
{
if (y>=0)
{
nDir=2;
return 2;
}
else
{
nDir=3;
return 3;
}
}
}
/********************************************************************/
/*函数名: DSM_Line*/
/*功能:数据采样法直线插补*/
/*参数:double XEnd, double YEnd插补终点mm*/
{
bXIsBigger=1;
GEnd=XEnd;
NEnd=YEnd;
}
else
{
bXIsBigger=0;
GEnd=YEnd;
NEnd=XEnd;
}
GStepVal=GEnd*K;
fDistToEnd=(AxisGVal-GEnd)*(AxisGVal-GEnd)+(AxisNVal-NEnd)*(AxisNVal-NEnd);
es=FT/2;
a=2*asin(FT/2/radius);//每个插补周期所超过的弦线对应的圆心角
xCur=xSt,yCur=ySt;
InsertPoint(xCur,yCur);
if(bIsCW==0)//逆圆插补
{
while(judge==1||full_circle==1)//终点判断
{
xCur1=xCur*cos(a)-yCur*sin(a);//三角函数圆弧插补的迭代公式
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
/********************************************************************/
/*函数名: InsertPoint*/
/*功能:控制机床各轴进给并将进给结果写入文件中*/
printf("please input filename:\n");
scanf("%s",fn);
if((fp=fopen(fn,"w"))==NULL)
{
printf("can't open file\n");
exit(0);
}
//DSM_Circle(40,0,40,0,40,1000,10,1);//输入要插补圆弧的参数
/*参数:double x, double y插补点单位:毫米*/
/*说明:与机床硬件关联,每产生一个点调用一次*/
/********************************************************************/
void InsertPoint(double xCur,double yCur)
{
double FT,a,xCur,yCur,xCur1;
double es,xdir,ydcle=0,judge=1;
int ndir;
if(xSt==xEnd&ySt==yEnd)
full_circle=1;//整圆判断
FT=FVal*Ts/60/1000.0;
}
fDistToEnd=(AxisGVal-GEnd)*(AxisGVal-GEnd)+(AxisNVal-NEnd)*(AxisNVal-NEnd);
}
}
/********************************************************************/
/*函数名: DSM_Circle*/
//该函数在VC++6.0下编译测试通过,可实现直线、圆弧、完整圆的数据采样法插补;并可将插补函数计算出的数//据点写入xxx.txt文件中
//若有任何疑问,欢迎邮件联系,dingjiang90@
//版权所有,侵权必究。转载时请注明来自大连理工机械工程学院Deanjiang
#include<math.h>
/* bool bIsCW圆弧插补方向0或1*/
/********************************************************************/
void DSM_Circle(double xSt, double ySt, double xEnd, double yEnd,double radius, double FVal, int Ts, int bIsCW)
full_circle=0;
xdir=xCur-xEnd;
ydir=yCur-yEnd;
ndir=Judge_Quadrant(xdir,ydir);
switch(ndir)
{
case 1:judge=xdir>=es||ydir>=es;break;
case 2:judge=(-xdir)>=es||ydir>=es;break;
}
}
}
else//顺圆插补
{
while(judge==1||full_circle==1)//终点判断
{
xCur1=xCur*cos(a)+yCur*sin(a);//三角函数圆弧插补的迭代公式
yCur=yCur*cos(a)-xCur*sin(a);
xCur=xCur1;
InsertPoint(xCur,yCur);
{
extern FILE *fp;
char ch=10;
printf("xCur=%f,yCur=%f\n",xCur,yCur);
fprintf(fp,"%f,%f",xCur,yCur);
fputc(ch,fp);
}
/********************************************************************/
/*函数名: Judge_Quadrant*/
/*功能:判断参数坐标的所在象限并返回相应象限值*/
/*参数:double xmm*/
/*double ymm
*/
/********************************************************************/
/*功能:数据采样法圆弧插补*/
/*参数:double XStart, double YStart插补起点mm*/
/*double XEnd, double YEnd插补终点mm*/
/*double FVal插补速度mm/min*/
/* unsigned short Ts插补周期ms*/
/*double radius圆弧半径mm*/
case 3:judge=(-xdir)>=es||(-ydir)>=es;break;
case 4:judge=xdir>=es||(-ydir)>=es;break;
}
}
}
}
FILE *fp;//文件指针
int main()
{
double ft=1000.0*10/60/1000;
char fn[10];
while (fDistToEnd>(fDeltaL*fDeltaL/4))
{
AxisGVal+=GStepVal;
AxisNVal=AxisGVal*NEnd/GEnd;
if (bXIsBigger)
{
InsertPoint(AxisGVal,AxisNVal);
}
else
{
InsertPoint(AxisNVal,AxisGVal);
/*double FVal插补速度mm/min*/
/* unsigned short Ts插补周期ms*/
/********************************************************************/
void DSM_Line(double XEnd, double YEnd, double FVal, unsigned short Ts)
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