实训报告(数据采样插补)
二维插补实验报告 总
二维插补原理及实现实验题目：二位插补（直线）原理及实现学院：自动化工程学院组员：于金波，尹冰指导教师：吴贺荣2013/9/20一．实验目的掌握逐点比较法、数字积分法、数据采样法等常见直线插补原理和实现方法；通过利用运动控制器的基本控制指令实现直线插补，掌握基本数控插补算法的软件实现原理。
二．实验设备1、XY 平台设备一套2、PCI-1220板卡一块3、PC 机一台4、配套笔架5、绘图纸张若干6、VB 软件开发平台三．实验原理直线插补的计算原理。
数控系统加工的零件轮廓或运动轨迹一般由直线、圆弧组成，对于一些非圆曲线轮廓则用直线或圆弧去逼近。
插补计算就是数控系统根据输入的基本数据，通过计算，将工件的轮廓或运动轨迹描述出来，边计算边根据计算结果向各坐标发出进给指令。
数控系统常用的插补计算方法有：逐点比较法，数字积分法，时间分割法，样条插补法等。
1、 逐点比较法直线插补逐点比较法是使用阶梯折线来逼近被插补直线或圆弧轮廓的方法，一般是按偏差判别、进给控制、偏差计算和终点判别四个节拍来实现一次插补过程。
以第一象限为例，取直线起点为坐标原点，如右图所示，m 为动点，有下面关系：取 作为偏差判别式：若 F m =0，表明m 点在OA 直线上；若 F m >0，表明m 点在OA 直线上方的m ′处； 若 F m <0，表明m 点在OA 直线下方的m ″处。
从坐标原点出发，当F m ≧0时，沿＋X 方向走一步，当F m <0，沿＋Y 方向走一步，当两方向所走的步数与终点坐标（X e ,Y e ）相等时，停止插补。
当F m ≧0时，沿＋X 方向走一步，则X m+1=X m ＋1, Y m+1=Y m 新的偏差为：F m+1=Y m+1X e - X m+1Y e =Y m X e -(X m ＋1)Y eF m+1=F m -Y e当F m <0时，沿＋Y 方向走一步，则X m+1=X m , Y m+1=Y m ＋1 新的偏差为：F m+1 =Y m+1X e - X m+1Y e =(Y m ＋1)X e -X m Y eF m+1=F m ＋X e其它三个象限的计算方法，可以用相同的原理获得，下表为四个象限插补时，其偏差计算公式和进给脉冲方向，计算时，X e ,Y e 均为绝对值。
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
/ 2 2
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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。
实训_数据分析总结报告(3篇)
第1篇一、实训背景随着大数据时代的到来，数据分析已经成为企业决策、科学研究和社会管理的重要手段。
为了提高我们的数据分析能力，我们参加了为期一个月的数据分析实训。
本次实训旨在通过实际操作，使我们掌握数据分析的基本流程、常用工具和技巧，提升我们对数据的敏感度和分析能力。
二、实训目标1. 掌握数据分析的基本流程，包括数据收集、整理、分析、可视化等环节。
2. 熟悉常用的数据分析工具，如Excel、Python、R等。
3. 学会运用统计方法对数据进行描述性分析、相关性分析和预测分析。
4. 提高数据可视化能力，能够制作出清晰、美观的数据报告。
三、实训内容1. 数据收集与整理在实训初期，我们学习了如何从互联网、数据库、文件等多种渠道收集数据。
同时，我们掌握了数据清洗、数据整合、数据转换等基本操作，为后续分析奠定了基础。
2. 数据分析方法我们学习了描述性统计、推断统计、相关性分析和预测分析等方法。
通过实际操作，我们掌握了如何运用这些方法对数据进行深入分析。
3. 数据可视化我们学习了如何使用Excel、Python、R等工具制作数据可视化图表。
通过图表，我们能够更直观地展示数据特征和趋势。
4. 案例分析在实训过程中，我们选取了多个案例进行实战分析，包括市场营销、金融、医疗等多个领域。
通过案例分析，我们提高了分析问题的能力。
四、实训过程1. 数据收集与整理我们首先从互联网上收集了大量的数据，包括用户行为数据、销售数据、市场调研数据等。
然后，我们对数据进行清洗，去除无效数据、重复数据和异常值，确保数据的准确性。
2. 数据分析我们运用描述性统计方法，对收集到的数据进行描述性分析，包括计算均值、标准差、最大值、最小值等指标。
接着，我们运用相关性分析方法，探究不同变量之间的关系。
最后，我们运用预测分析方法，对数据趋势进行预测。
3. 数据可视化我们使用Excel、Python、R等工具制作了多种数据可视化图表，如柱状图、折线图、散点图、热力图等。
数控插补程序实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解数控插补的基本原理和常用方法。
2. 掌握逐点比较法、数字积分法等插补方法的应用。
3. 熟悉插补程序的编写和调试过程。
4. 提高数控编程和调试能力。
二、实验设备1. 实验平台：PC机、数控仿真软件2. 实验软件：Cimatron、UG、MasterCAM等3. 实验内容：数控插补程序设计与调试三、实验原理数控插补是数控系统实现复杂曲线加工的关键技术。
插补方法主要有逐点比较法、数字积分法、样条插补法等。
本实验主要介绍逐点比较法和数字积分法的原理和应用。
1. 逐点比较法逐点比较法是一种常用的直线插补方法。
它通过比较刀具中心与理论轨迹之间的距离，决定刀具的移动方向和距离。
具体步骤如下：（1）计算当前点与理论轨迹之间的距离；（2）根据距离的正负，决定刀具的移动方向（左移或右移）；（3）计算移动距离，更新刀具位置；（4）重复步骤（1）~（3），直至达到终点。
2. 数字积分法数字积分法是一种基于数值积分原理的插补方法。
它通过计算曲线在坐标轴上的积分，得到曲线的坐标点。
具体步骤如下：（1）计算曲线在坐标轴上的积分表达式；（2）将积分表达式离散化，得到一系列坐标点；（3）根据坐标点，生成插补程序；（4）运行插补程序，实现曲线加工。
四、实验步骤1. 选择合适的数控仿真软件，如Cimatron、UG、MasterCAM等。
2. 创建一个简单的二维或三维零件模型，用于进行插补实验。
3. 根据零件模型，确定插补方法（逐点比较法或数字积分法）。
4. 编写插补程序，实现曲线加工。
5. 在仿真软件中运行插补程序，观察加工效果。
6. 根据实验结果，对插补程序进行优化和调试。
五、实验结果与分析1. 实验结果通过逐点比较法和数字积分法，分别实现了直线和曲线的加工。
实验结果表明，两种方法都能较好地满足加工精度要求。
2. 实验分析（1）逐点比较法具有编程简单、易于实现的特点，但插补精度相对较低。
（2）数字积分法具有较高的插补精度，但编程复杂，计算量较大。
机电系统实验-数控系统的插补实验
实验三数控系统的插补实验一、实验目的了解数控系统直线插补和圆弧插补的原理及其实现方法，通过插补算法的可视化，加深对常用插补算法的了解。
应用标准G代码编程实现直线插补和圆弧插补，掌握标准G代码的直线插补和圆弧插补编程方法。
二、实验要求1.掌握数控机床插补原理。
2.掌握数控机床直线和圆弧插补。
三、实验原理1.基本概念机床数字控制的核心问题之一，就是如何控制刀具与工件的相对运动。
加工平面直线或曲线需要两个坐标轴联动，对于空间曲线或曲面则需要三个或三个以上坐标轴联动，才能走出其轨迹。
插补(interpolation)的实质上是决定联动过程中各坐标轴的运动顺序、位移、方向和速度。
具体来说，插补方法是指在轮廓控制系统中，根据给定的进给速度和轮廓线形的要求，在已知数据点之间插入中间点。
每种方法又可能用不同的计算方法来实现，具体的计算方法称之为插补算法。
插补的实质就是数据点的密化。
数控系统中完成插补工作的装置叫插补器。
根据插补器的不同结构，可分为硬件插补器和软件插补器两大类。
硬件插补器由专用集成电路组成，它的特点是运算速度快，但灵活性差:软件插补器利用微处理器通过系统程序完成各种插补功能，这种插补器的特点是灵活易变，但速度较慢。
随着微处理器运算速度和存储容量的提高，现代数控系统大多采用软件插补或软、硬件插补相结合的方法。
2.插补算法按数学模型来分，有一次(直线)插补，二次(圆、抛物线等)插补及高次曲线插补等，大多数控机床都具有直线插补和圆弧插补。
根据插补所采用的原理和计算方法的不同，有许多插补方法，目前应用较多的插补方法分为脉冲增量插补和数字增量插补两类。
脉冲增量插补又称为基准脉冲插补，适用于以步进电动机驱动的开环数控系统中。
在控制过程中通过不断向各坐标轴驱动电机发出互相协调的进给脉冲，每个脉冲通过步进电动机驱动装置使步进电动机转过一个固定的角度(称为步距角)，并使机床工作台产生相应的位移。
该位移称为脉冲当量，是最小指令位移。
703-3学生实验报告(数控技术及应用)试验二
三、实验(实训)原理
机床数控系统依据一定方法确定刀具运动轨迹，进而产生基本廓形曲线，如直线、圆弧等。其它需要加工的复杂曲线由基本廓形逼近，这种拟合方式称为“插补”（Interpolation）。“插补”实质是数控系统根据零件轮廓线型的有限信息（如直线的起点、终点，圆弧的起点、终点和圆心等），在轮廓的已知点之间确定一些中间点，完成所谓的“数据密化”工作。
第四步：插补；
2.逐点比较法圆弧插补
第一步：在插补类型选择框里点选逐点比较法圆弧插补，相应的圆弧参数输入框、插补方式选择框及演示方式选择框被激活；
第二步：输入参数，选择插补方式和演示方式；
第三步：点击画线型，画出给定圆弧；
其中绿色的直线表示圆弧的起始点，用于分别顺圆插补和逆圆插补。
第四步：点击插补按键进行插补；
七、实验(实训)心得及体会(总结)
成绩
教师签名
批时间
年月日
四、仪器设备、实验(实训)材料
华中数控车C2-3250K
五、实验(实训)步骤
1．逐点比较法直线插补
第一步：在软件初始界面插补类型选择框中选择逐点比较法直线插补；
第二步：输入所要插补直线的参数X Y值（不能大于125）；
第三步：点击画线型按键，画出你所给定的直线；
网格的间距相当于脉冲当量。此时可以进行插补。
学生实验(实训)报告
学院
机电工程学院
课程名称
数控技术及应用
专业
机械
实验名称
插补原理实验
班级
小组情况
姓名
实验时间
2013-11-12
学号
指导教师
关万跃
报告内容
一、实验(实训)目的
数据采集与处理技术实验报告
《数据采集与处理技术》实验报告书
实验名称:ADC量化与显示原理实验
实验时间：2014年11月24日得分：
一、实验目的
1．了解数据采集中ADC外围电路基本原理，重点：采样时钟、数据输出与数据同步时钟、参考电压等；
2．学习ADC量化数值和显示对应关系;
3．了解ADC输入电压与量化数字结果的关系。
二、实验内容
1．学习AD9481的基本原理，了解高速数据采集系统的基本设计原理。
2．了解8bit波形数据在320*240分辨率LCD上显示方法。
3．验证ADC输入电压与量化数字结果的对应关系。
三、实验步骤
1．ADC模拟输入与量化结果实验
调节位移旋钮，用DMM模块测量ADC的信号输入点VIN+，见图7中红圈1或者2，并观察液晶屏波形（无信号输入时为一条基线）显示位置，完成表1和表2。
1
2
图7 ADC采集模块实物照片
四、实验结果记录与分析
实验结果如下图所示：
说明：一大格（div）有25个点（像素），分为5个小格，每小格5个像素。
五、实验思考题
ADC将输入的模拟信号与参考电压进行比较，量化得到数字与模拟输入信号的幅度成比例关系，试分析，如果参考电压发生变化（变大或者变小），那么量化得到的数字结果是如何变化的？
答：当参考电压变大时，量化得到的数字结果变大；当参考电压变小时，量化得到的数
字结果变小。
插补实验报告
插补实验报告插补实验报告一、引言插补是一种常用的数据处理方法，它可以通过利用已知数据来估计未知数据的值。
在科学研究和工程应用中，插补方法被广泛应用于填补缺失数据、重建信号、预测趋势等方面。
本实验旨在通过实际案例，探讨插补方法在数据处理中的应用。
二、实验目的本实验的目的是通过插补方法，对一组缺失数据进行处理，并评估插补结果的可靠性和准确性。
通过实验，我们希望能够了解不同插补方法的特点，掌握其操作步骤，并能够正确选择和应用插补方法解决实际问题。
三、实验设计本实验选取了一组具有缺失数据的时间序列，包含了某城市一年内的气温变化情况。
为了模拟实际情况，我们人为地删除了部分数据，以便进行插补处理。
实验分为以下几个步骤：1. 数据收集：通过气象台获取该城市一年内的气温数据，并将其整理为时间序列。
2. 数据缺失：根据实验设计，删除部分时间点上的气温数据，模拟真实情况下的数据缺失。
3. 插补方法选择：根据实验要求，选择适当的插补方法进行处理。
常用的插补方法包括线性插值、多项式插值、样条插值等。
4. 插补处理：根据所选插补方法，对缺失数据进行处理，得到完整的时间序列。
5. 结果评估：对插补结果进行评估，包括比较插补结果与真实数据的差异、计算插补误差等。
四、实验结果与讨论在实验中，我们选择了样条插值方法对缺失数据进行插补处理。
样条插值方法利用曲线的局部性质进行插值，能够较好地保持原始数据的特征。
通过对比插补结果与真实数据，我们发现样条插值方法能够较好地恢复缺失数据，并且插补结果与真实数据的差异较小。
为了进一步评估插补结果的准确性，我们计算了插补误差。
插补误差是指插补结果与真实数据之间的差异，可以用来评估插补方法的可靠性。
通过对多组实验数据进行插补处理，并计算插补误差，我们得到了插补误差的分布情况。
结果显示，插补误差呈正态分布，且均值较小，说明样条插值方法具有较高的准确性。
此外，我们还对比了不同插补方法的性能。
通过对同一组缺失数据进行多种插补方法的处理，并计算插补误差，我们发现不同插补方法在准确性和计算效率上存在差异。
数据的采集与编辑实验报告
大学学生实验报告
用同样的方法，在图像上增加4个控制点，以便提高校正后的精度。
选择Georeferencing下拉菜单中单击Update Display命令，校正后的图像就会显示出来。
(2)面状信息：提取甘肃省省界及省内各州、市。
在工具栏的空白处右击选择Editor，单击Editor下的Start Editing命令，在Task下拉框中选择Cut Polygon Features，在Target中选择Outline，用Sketch Tool 对甘肃省14个地州市进行轮廓分割,结束后，Save Edits,Stop Editing。
同时，加入属性数据：右击city图层→Open Attribute Table→Options→Add Field→添加Name和Type。
（3）线状信息:包括省内公路、铁路、河流线状要素信息。
5.实验总结：
本次实验为第一次实验，初步了解了arcgis 制图的基本原理，掌握了其基本的操作基础，可以利用地图图片制作出一些简单的地图，如河流图、道路图等。
此次实验为以后的实验可以奠定一部分的技术和物质基础。
教师评语
成绩。
8-数据采样插补
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
图
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
xy运动平台插补实验报告
二维插补原理及实现实验实验报告1.实验目的掌握逐点比较法、数字积分法、数据采样法等常见直线插补、圆弧插补原理和实现方法；通过利用运动控制器的基本控制指令实现直线插补和圆弧插补，掌握基本数控插补算法的软件实现原理。
2.实验原理直线插补和圆弧插补的计算原理。
数控系统加工的零件轮廓或运动轨迹一般由直线、圆弧组成，对于一些非圆曲线轮廓则用直线或圆弧去逼近。
插补计算就是数控系统根据输入的基本数据，通过计算，将工件的轮廓或运动轨迹描述出来，边计算边根据计算结果向各坐标发出进给指令。
数控系统常用的插补计算方法有：逐点比较法，数字积分法，时间分割法，样条插补法等。
3.实验内容在进行以下实验时，应注意XY 平台行程范围。
实验前，先将X 轴、Y 轴回零或手动调整至合适位置，以避免运动中触发限位信号。
XY 平台X 轴、Y轴回零操作以及位置手动调整的具体方法请参阅运动控制平台软件使用说明书。
当采用步进平台进行下列实验时，应注意合成加速度和速度值不宜设置过大，否则有可能由于步进电机启动频率过高，导致失步。
3.1直线插补1. 检查实验平台是否正常，打开电控箱面板上的电源开关，使系统上电；2.双击桌面“MotorControlBench.exe”图标，打开运动控制平台实验软件，点击界面下方按钮，进入如下图所示二维插补实验界面；3. 输入合成速度和合成加速度；参考设置合成速度＝1m/min，合成加速度＝15m/min2。
4. 在“插补方式”的下拉列表中选择“XY 平面直线插补”，输入X 终点和Y 终点的值；参考示例如下图所示,设置终点（X）＝30mm，终点(Y)＝40mm；5. 点击使伺服上电；6. 将平台 X 轴和Y 轴回零；回零方法如下：点击“X 轴回零”按钮,X 轴将开始回零动作,待X 轴回零完成,点击“Y 轴回零”按钮,使Y 轴回零。
7. 在 XY 平台的工作台面上,固定实验用绘图纸张,点击“笔架落下”按钮, 使笔架上的绘图笔尖下降至纸面；8. 确认参数设置无误且 XY 平台各轴回零后，点击“运行”按钮；9. 观察 XY 平台上对应电机的运动过程及界面中图形显示区域实时显示的插补运动轨迹。
数据采样法插补原理
f 的单位为μm/8ms，v的单位为㎜/min
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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：
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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：
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三 时间分割法扩展DDA插补
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数据采集与处理技术实验报告
桂林航天工业学院实验报告
课程名称数据采集与处理技术
开课学期2015-2016学年第2学期
实验室巡天618
班级
姓名
桂林航天工业学院学生实验报告
图2 读时序（3）I2C总线写时序；
桂林航天工业学院学生实验报告
）I2C总线写时序；
图1 写时序
2、波形合成方法，按照一定的时间间隔将波形数据输出给DA，即能输出指定波形。
3、编写DA控制的程序，将编译好的的目标代码文件“*.HEX”，使用下载软件（STC_ISP）下载到开发板。
四、实验程序：
DA控制程序等
bit WriteDAC(unsigned char dat)
{
Start_I2c(); //启动总线
SendByte(AddWr); //发送器件地址
if(ack==0)return(0);
SendByte(0x40); //发送器件子地址
桂林航天工业学院学生实验报告
图2 写时序
时钟数据在芯片的寄存器当中，根据内部时钟电路时间自动运行，当修改数据，即为修改时间信息。
时钟寄存器地址如下图所示。
图3 时钟寄存器
2、编写DS1302控制的程序，编写时钟程序和时钟修改程序，将编译好的的目标代码文件“*.HEX”，使用下载软件（STC_ISP）下载到开发板。
桂林航天工业学院学生实验报告
图2 读时序。
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
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;}。
自动控制原理采样实训报告
一、实训目的本次实训旨在通过实际操作，加深对自动控制原理中采样系统及计算机控制的理解。
通过实训，使学生掌握采样系统的基本原理，熟悉计算机控制系统的应用，并能运用所学知识分析和解决实际问题。
二、实训时间2023年X月X日三、实训地点XX大学自动控制实验室四、实训内容1. 采样系统实验（1）实验目的：熟悉采样系统的基本原理，验证采样定理，分析采样对系统性能的影响。
（2）实验仪器：采样系统实验台、信号发生器、示波器、计算机等。
（3）实验步骤：①连接采样系统实验台，设置采样频率。
②输入不同频率的信号，观察采样系统输出波形。
③分析采样对系统性能的影响，验证采样定理。
2. 计算机控制实验（1）实验目的：熟悉计算机控制系统的基本原理，掌握计算机控制系统的应用。
（2）实验仪器：计算机控制实验台、信号发生器、示波器等。
（3）实验步骤：①连接计算机控制实验台，设置控制参数。
②输入控制信号，观察计算机控制系统输出波形。
③分析计算机控制系统性能，验证控制效果。
五、实验结果与分析1. 采样系统实验结果与分析（1）实验结果表明，采样系统能够有效地对连续信号进行采样，满足采样定理。
（2）采样频率越高，采样误差越小，系统性能越好。
（3）采样对系统性能的影响主要体现在相位延迟和幅值误差上。
2. 计算机控制实验结果与分析（1）实验结果表明，计算机控制系统能够有效地对控制信号进行处理，实现精确控制。
（2）计算机控制系统的性能取决于控制算法和控制参数。
（3）通过调整控制参数，可以优化控制效果。
六、实训心得1. 通过本次实训，我对自动控制原理中采样系统及计算机控制有了更深入的理解。
2. 实践是检验真理的唯一标准，通过实际操作，我更加深刻地认识到理论知识的重要性。
3. 在实验过程中，我学会了如何分析问题、解决问题，提高了自己的动手能力。
4. 团队合作是完成实验的关键，通过与他人合作，我学会了沟通、协作，提高了自己的团队意识。
七、总结本次自动控制原理采样实训，使我受益匪浅。
测量实习报告：数据采集与处理及应用探究
测量实习报告：数据采集与处理及应用探究2023年，随着科技的快速发展，各个行业都在竭力拥抱数字化时代。
在这个背景下，保利地产公司为了更好地推进数字化测量，开展了一场名为“数据采集与处理及应用探究”的实习活动。
在这场实习中，我负责的是测量数据的采集和处理工作。
数据采集是测量工作中的重头戏。
在传统的测量过程中，工程师往往需要手工完成控制点的布设等基础测量工作，然后采用仪器完成各项测量。
但是，这种方法存在着一定的局限性，包括测量精度不高、测量速度慢等问题。
因此，在这场实习中，我们采用了新型的数字化测量仪器，可以通过GPS定位等辅助手段对测量点进行快速定位和标记，实现了测量数据的快速采集。
采集到的测量数据可以通过软件进行实时处理和展示，有效提升了工作效率和测量精度。
在采集到数据后，我们还需要对数据进行分析和处理。
在实习中，我们使用了多项处理方法，包括数据滤波、数据归一化等。
数据滤波可以有效去除噪声，提高数据的质量；而数据归一化可以将不同测量数据进行相互比较，为后续的应用奠定基础。
此外，在实习的最后，我们还将学习到的方法应用到实际测量工作中。
具体地说，我们在建筑工地中测量了房间的长度、宽度等基础数据，并在采集到的数据的基础上使用了多项处理方法进行数据分析和处理。
最终，我们成功将数据应用到实际的建筑设计工作中，提高了建筑设计的精度和效率。
总之，这场实习让我们更深入地了解了数字化测量对于提高测量精度、测量速度和测量效率的重要性。
我们通过实际操作和数据处理的方式，掌握了一系列先进的数字化测量技术，实现了数字化测量的全过程自动化，为未来数字化时代测量技术的推广和应用做出了积极贡献。
道路采集实训报告
一、实训目的本次道路采集实训旨在通过实地操作，使学员对道路工程的基本测量方法、数据采集和处理流程有一个全面的了解，提高学员在实际工程中运用所学知识解决实际问题的能力。
二、实训时间20xx年x月x日—20xx年x月x日三、实训地点XX市XX道路工程现场四、实训内容1. 实训背景XX市XX道路工程全长xx公里，道路等级为XX级，设计车速为XX公里/小时。
本次实训针对该道路工程进行实地测量，采集相关数据。
2. 实训过程（1）现场踏勘实训第一天，学员们跟随指导老师进行现场踏勘，了解道路工程概况、地形地貌、交通状况等，为后续数据采集做好准备。
（2）测量放样根据设计图纸，对道路工程的关键点进行测量放样，包括道路中线、曲线点、高程点等。
放样过程中，学员们学会了使用全站仪、水准仪等测量仪器，掌握了放样技巧。
（3）数据采集根据放样结果，对道路中线、曲线点、高程点等关键点进行数据采集。
数据采集过程中，学员们学会了使用全站仪、水准仪等测量仪器，掌握了数据采集方法。
（4）数据处理将采集到的数据输入计算机，利用测量软件进行数据处理，计算道路中线、曲线点、高程点等参数。
数据处理过程中，学员们学会了使用测量软件，掌握了数据处理方法。
（5）成果输出将处理后的数据整理成报告，包括道路中线、曲线点、高程点等参数，为道路工程设计提供依据。
3. 实训成果（1）掌握了道路工程测量基本方法通过本次实训，学员们掌握了道路工程测量基本方法，为今后从事道路工程设计、施工等工作奠定了基础。
（2）提高了实际操作能力实训过程中，学员们学会了使用全站仪、水准仪等测量仪器，提高了实际操作能力。
（3）积累了工程实践经验通过实地操作，学员们积累了工程实践经验，为今后从事道路工程设计、施工等工作打下了基础。
五、实训总结本次道路采集实训取得了圆满成功，达到了预期目的。
通过实训，学员们对道路工程测量有了更深入的了解，提高了实际操作能力，积累了工程实践经验。
在今后的工作中，我们将继续努力学习，不断提高自身素质，为我国道路工程建设贡献力量。
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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 E
cosα=
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*COS45
X I2+Y I2=(X I+∆X)2+(Y I−∆Y)2A
B
3.2流程图
3.3程序
CLOSE
&1
#1->2500X
#2->2500Y
OPEN PROG 28
CLEAR
INC;增量模式
P0=1；每个周期的步长
P1=100；半径
P2=0；x0
P3=100；y0
P4=100；x1
P5=0；y1
P11=0.7071；sin45，cos45
P6=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)；dx
P10=-(P2+0.5*P9)*P9/(P3-0.5*P9)；dy
P2=P2+P9；新的x0
P3=P3+P10；新的y0
X(P9)；电机动作
Y(P10)
P7=P7-1；步数减一
ENDWHILE
CLOSE
四逆圆圆弧插补
4.1公式推导
圆弧插补的情况如下。
逆圆弧为待加工曲线，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*COS45
X I2+Y I2=(X I−∆X′)2+(Y I+∆Y′)2
可以看出和顺圆插补的公式很相似 ,经过整理之后得到
∆Y′=(Xi−0.5∗∆X′)∗∆X′Yi−0.5∗∆X′
O
D C
4.2流程图
4.3程序
CLOSE
&1
#1->2500X
#2->2500Y
OPEN PROG 28
CLEAR
INC;增量模式
P0=1；每个周期的步长
P1=100；半径
P2=100；x0
P3=0；y0
P4=0；x1
P5=100；y1
P11=0.7071；sin45，cos45
P6=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)；dx
P10=-(P2-0.5*P9)*P9/(P3+0.5*P9)；dy
P2=P2+P9；新的x0
P3=P3+P10；新的y0
X(P9)；电机动作
Y(P10)
P7=P7-1；步数减一
ENDWHILE
CLOSE。