【正文】 使得簡(jiǎn)化過程更加嚴(yán)密，筆者引用了參考文獻(xiàn)[1]的相關(guān)結(jié)論 降階前后X軸進(jìn)給系統(tǒng)BODE圖文章中，作者對(duì)X—Y雙軸數(shù)控工作臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行分析，對(duì)各部分進(jìn)行了建模，并根據(jù)數(shù)控工作臺(tái)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，對(duì)該系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性和伺服精度進(jìn)行了數(shù)學(xué)分析。由此可以看出，當(dāng)速度F一定時(shí)，系統(tǒng)增益越大，則系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)位置誤差越小，即系統(tǒng)的隨動(dòng)誤差小，也就是說跟隨精度高。I型系統(tǒng)的特點(diǎn)是它對(duì)于階躍位置指令輸入的響應(yīng)不存在穩(wěn)態(tài)誤差；對(duì)于階躍速度指令輸入，即斜坡位置指令輸入，其響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)位置偏差為，也稱之為速度誤差，這是為了建立速度F所必需的指令位置與實(shí)際位置之間的誤差。，假設(shè)被加工的直線輪廓，其方程式為： ()直線與X軸的夾角為，有。由此可見，當(dāng)速度和加工輪廓直線的傾角都一定時(shí)，兩軸的增益、就直接影響了加工的精度?；?0176。Y軸 X軸 X、Y軸位移變化圖此刻。 直線輪廓加工，X、Y軸位移變化圖中X軸的位移直線斜率比Y軸的位移直線斜率大，這與計(jì)算出的兩軸的實(shí)際穩(wěn)定速度大小相符。綜上所述，通過對(duì)工作臺(tái)雙軸伺服系統(tǒng)在直線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)時(shí)輪廓誤差的分析，可知雙軸聯(lián)動(dòng)作直線進(jìn)給時(shí)，輪廓誤差的產(chǎn)生源于雙軸系統(tǒng)開環(huán)增益的不匹配性，單軸坐標(biāo)直線進(jìn)給時(shí)，沒有位置誤差，但運(yùn)動(dòng)存在滯后現(xiàn)象。 方案3：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) 特點(diǎn)：多用戶多任務(wù)操作系統(tǒng) UNIX、NETWARE、WINDOWS NT LINUX等。VB采用了面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)思想。③軟件的集成式開發(fā) 使用Pascal語言，語言的流行程度不如C/C++，不是完全面向?qū)ο?，使用不是很靈活。⑧程序可移植性強(qiáng)。Visual C++。那么，有必要對(duì)8253芯片和ISA總線做簡(jiǎn)單介紹。②方式1—可編程單次脈沖方式當(dāng)裝入計(jì)數(shù)初值后，要等GATE信號(hào)由低變高，并保持高時(shí)開始計(jì)數(shù)，此時(shí)OUT信號(hào)為低電平，計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)，輸出變高電平，輸出單次脈沖，單次脈沖的寬度由計(jì)數(shù)初值N決定。⑥方式5—硬件觸發(fā)選通方式該方式由GATE信號(hào)的上升沿啟動(dòng)計(jì)數(shù)器，輸出一直保持高電平，當(dāng)計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)，輸出一個(gè)寬度等于時(shí)鐘周期的負(fù)脈沖。當(dāng)RL1RL0=01時(shí)，只寫入低8位，則高位自動(dòng)置0；當(dāng)RL1RL0=10時(shí)，只寫入高8位，則低位自動(dòng)置0；當(dāng)RL1RL0=11時(shí)，共寫入16位，先寫低8位，后寫高8位。ISA總線介紹：ISA插槽是基于ISA總線（Industrial Standard Architecture，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)總線）的擴(kuò)展插槽，其顏色一般為黑色，比PCI接口插槽要長(zhǎng)些，位于主板的最下端。因此，兩個(gè)軸一共需要4個(gè)計(jì)數(shù)器才夠用，由于每片8253芯片只有3個(gè)計(jì)數(shù)器，所以需要選用2片8253芯片。采用二進(jìn)制計(jì)數(shù)，所以D0=0。代碼中的_outp()函數(shù)是輸出函數(shù)。 port參數(shù)為指定的輸入端口號(hào)。 //儲(chǔ)存低8位 data1=_inp(0x300)。為此，筆者多方考慮，打算采用文件操作來解決這一個(gè)文件，即將讀取的數(shù)據(jù)寫入一個(gè)二進(jìn)制文件，然后在需要的時(shí)候?qū)⑵湔{(diào)用出來進(jìn)行相關(guān)處理和分析。在以上代碼中，先是利用第一行代碼定義了一個(gè)FILE指針文件，然后第二行代碼將C:\，并以二進(jìn)制寫的方式打開；。其中，buffer是一個(gè)指針，在fread函數(shù)中，它表示存放輸入數(shù)據(jù)的首地址，在fwrite函數(shù)中，它表示存放輸出數(shù)據(jù)的首地址。③關(guān)閉文件fclose()函數(shù)用來關(guān)閉一個(gè)由fopen()函數(shù)打開的文件,其調(diào)用格式為:fclose(FILE *stream)。只需要定義一個(gè)CClientDC對(duì)象，然后就可以利用這個(gè)對(duì)象提供的函數(shù)進(jìn)行繪圖操作了。//繪制Y坐標(biāo)標(biāo)簽(750,710,ETO_OPAQUE,CRect(750,710,750,720),_T(X),NULL)。前一個(gè)例子中所畫的坐標(biāo)系都是黑色的，這是因?yàn)樵O(shè)備描述表中有一個(gè)默認(rèn)的黑色畫筆，因此繪制的線條都是黑色的。對(duì)于前面的坐標(biāo)系的例子，若將第一行指令修改為如下代碼：CPen pen(PS_SOLID,1,RGB(0,0,255))。最后介紹一下，CClientDC對(duì)象中的一個(gè)SetPixel函數(shù)，該函數(shù)聲明如下:Status SetPixel(INT x, INT y, COLORREF crColor)。 //讀縱坐標(biāo)(20+x,700y,RGB(255,0,0))。知道n2為自由度，又由于殘差平方和是反映了x對(duì)y線性影響之外的其他隨機(jī)影響的總和，故定義下列估計(jì)量s為： （）s也可以認(rèn)為是剩余標(biāo)準(zhǔn)差，它的意義與標(biāo)準(zhǔn)差相識(shí)，用它可以衡量所有隨機(jī)因素對(duì)y的大小，s愈大，擬合精度越高。Lxx+=(xaverx)*(xaverx)。正如前面所述，不管是VC中窗口還是對(duì)話框，設(shè)備原點(diǎn)（0，0）都是在左上角，這與我們實(shí)際應(yīng)用不一樣，因此需要對(duì)設(shè)備原點(diǎn)（0，0）進(jìn)行改變，因此，原點(diǎn)改為（20，700）后才能使得繪出的圖像具有很強(qiáng)的工程意義。繪制圖指令在前面已經(jīng)介紹過，每行代碼的作用見右邊標(biāo)注。 在數(shù)據(jù)加載完成后，關(guān)閉文件的后面添加如下代碼：sprintf(ch,%6s %6s %6s %6s %10s %10s,點(diǎn)序號(hào),X坐標(biāo),Y坐標(biāo),△D,方差,標(biāo)準(zhǔn)差)。 結(jié)果分析程序流程圖 結(jié)果分析流程圖結(jié)合VC++，為了使得界面友好實(shí)用，筆者采用靜態(tài)文本作為給出結(jié)論和建議的介質(zhì)。IDC_STATIC_JG和IDC_STATIC_JY分別是結(jié)論和建議所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)靜態(tài)文本的ID號(hào)。 //定義一個(gè)CResDlg類對(duì)象()。4 軟件測(cè)試 軟件功能分析數(shù)控機(jī)床參數(shù)匹配測(cè)試平臺(tái)主要功能如下：（1） 采集8253芯片數(shù)據(jù)并寫入文件；（2） 讀取文件內(nèi)容并繪制數(shù)據(jù)坐標(biāo)點(diǎn)；（3） 最小二乘法擬合直線；（4） 設(shè)定并繪制理論直線；（5） 數(shù)據(jù)瀏覽、誤差顯示；（6） 結(jié)果分析；（7） 軟件使用幫助。 //創(chuàng)建非模態(tài)對(duì)話框pDlgShowWindow(SW_SHOW)。 軟件使用幫助程序流程圖 結(jié)果分析流程圖點(diǎn)擊幫助按鈕開始打開幫助對(duì)話框結(jié)束創(chuàng)建對(duì)話框有兩種方式，一種是模態(tài)對(duì)話框，另外一種就是非模態(tài)對(duì)話框。于是，我們可以得到實(shí)現(xiàn)結(jié)果分析顯示的核心程序代碼為： // 當(dāng)X軸增益相對(duì)Y軸增益匹配時(shí)GetDlgItem(IDC_STATIC_JG)SetWindowText(結(jié)論內(nèi)容)。打開文件開始讀取文件數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分析處理讀取完畢關(guān)閉文件是　　否　計(jì)算擬合直線獲得分析結(jié)果關(guān)閉文件顯示分析結(jié)果結(jié)束結(jié)果分析部分編程過程中，筆者結(jié)合數(shù)控理論知識(shí)和VC++，采用了一種較為合理的方式進(jìn)行分析。由于篇幅有限，筆者只介紹一下數(shù)據(jù)加入列表框部分程序的實(shí)現(xiàn)，其核心代碼如下：char ch[400]。//連接A、B兩點(diǎn)(750,30,ETO_OPAQUE,CRect(750,30,750,40),_T(理論直線:),NULL)。k=Lxy/Lxx。while(!feof(fp1)) { fread(amp。 最小二乘法擬合直線的程序流程圖首先，介紹一下最小二乘法的擬合基本原則以及擬合直線方程的推導(dǎo)過程，具體分析如下：實(shí)際上，利用最小二乘法原理求取回歸參數(shù)k、b時(shí)，應(yīng)使各數(shù)據(jù)點(diǎn)與擬合直線的偏離平方和為最小，假設(shè)有n對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn),在點(diǎn)上的y的估計(jì)量為： （）誤差方程組為： （）應(yīng)該使得最小，于是求取的參數(shù)k、b應(yīng)該滿足： \ （）式（）稱為正規(guī)方程組，利用代數(shù)方法求解，可得： （） （）式中， ， （） （）綜上所述，可以得到擬合后的直線方程為： （）另外，相關(guān)系數(shù)ρ是描述兩個(gè)變量線性關(guān)系密切程度的數(shù)量指標(biāo)，自然其絕對(duì)值越大，即接近于1時(shí)，x、y的線性關(guān)系就越密切；當(dāng)ρ接近0時(shí)，兩者的線性變化規(guī)律就不明顯。 //二進(jìn)制方式讀文件while(!feof(fp1)) // 判斷是否讀完數(shù)據(jù)結(jié)束 { fread(amp。//添加新畫筆備用然后，在最后一行代碼后面添加如下代碼：(pOldPen)。其中，第一個(gè)參數(shù)（nPenStyle）指定筆的線型（實(shí)線(PS_SOLID)、點(diǎn)線(PS_DOT）、虛線(PS_DASH)等）；第二個(gè)參數(shù)（nWidth）指定畫筆的線寬,需要注意的是，畫筆的寬度要不超過1才能夠保證虛線線型有效；第三個(gè)參數(shù)指定筆的顏色，這個(gè)參數(shù)是COLORREF類型，利用RGB這個(gè)宏可以建立這個(gè)類型的值。由此可以看出，CClientDC類繪圖十分方便快捷。//定義一個(gè)CClientDC對(duì)象//繪制縱坐標(biāo)(20,0)。 讀取數(shù)據(jù)信息并繪圖：下面介紹一下本軟件繪圖的實(shí)現(xiàn)方法，這里選用MFC提供的CClientDC類來實(shí)現(xiàn)這一功能。例如：fread(x,4,5,fp)。第二個(gè)形式參數(shù)表示打開文件的類型, 本設(shè)計(jì)用到的兩種打開文件類型如下： rb　　　　　　只讀打開一個(gè)二進(jìn)制文件，只允許讀數(shù)據(jù)wb　　　,sizeof(long),1,datafile)。第5行代碼完成將讀取的數(shù)據(jù)分別存放在data0、data1中，則data0存放低8位，data1存放高8位。對(duì)計(jì)數(shù)器0的讀取核心代碼如下： _outp(0x303,0x04)。 port 參數(shù)為指定的輸出端口號(hào)，databyte 參數(shù)為輸出的值。 //初始化計(jì)數(shù)器0為0xFFFF。（１）初始化計(jì)數(shù)器初始化編程的順序是：對(duì)某一指定計(jì)數(shù)器，必須先寫控制字，再寫計(jì)數(shù)器初值，計(jì)數(shù)初值寫入的格式由控制字的D5和D4 兩位的編碼決定。采用一個(gè)方式控制字，其中SC1SC0=01指定要讀的計(jì)數(shù)器通道號(hào)，RL1RL0=00，使這個(gè)方式控制字成為一個(gè)軟件命令，方式字的其余各位內(nèi)容可以不考慮。 （2） 82535編程① 寫入方式控制字。④方式3—方波頻率發(fā)生器方式該發(fā)生GATE信號(hào)的作用與方式2相同，在GATE信號(hào)的上升沿啟動(dòng)計(jì)數(shù)，前半計(jì)數(shù)輸出一直保持高電平，后一半計(jì)數(shù)輸出又變?yōu)榈碗娖?。?） 工作方式選擇①方式0—計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)產(chǎn)生中斷方式當(dāng)寫入方式0的控制字后，計(jì)數(shù)器輸出立即變?yōu)榈碗娖?，?dāng)賦初值后，計(jì)數(shù)器馬上開始工作，且輸出一直保持低電平，計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)變?yōu)楦唠娖?，并一直保持到再次裝入初值或復(fù)位為止。 單步運(yùn)行按鈕, 便于檢查程序的執(zhí)行情況，看是否按自己的思路運(yùn)行，可以單步查看運(yùn)行結(jié)果；插入或刪除中斷點(diǎn)按鈕；停止組建按鈕； 幫助按鈕；保存按鈕，將編輯的當(dāng)前程序存盤；全部保存按鈕，將所有文件存盤。Visual C++，它是在20世紀(jì)80年代初由貝爾實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的。③數(shù)據(jù)類型豐富、齊全。 VB具有豐富的數(shù)據(jù)類型，是一種符合結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)思想的語言，而且簡(jiǎn)單易學(xué)。 因此，在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)中，各聯(lián)動(dòng)坐標(biāo)軸的系統(tǒng)增益一般均取相同數(shù)值，只有這樣才能保證零件輪廓的加工精度。X軸 Y軸 X、Y軸位移變化圖此刻。在兩軸的指令速度等于輪廓加工速度的分量，且兩軸的進(jìn)給系統(tǒng)增益相等的條件下，直線輪廓加工時(shí)，速度誤差不會(huì)引起加工誤差。角，即，進(jìn)給速度為：F = 300 mm/min，為10177。在其它條件不變的情況下：　?、?輪廓誤差與兩軸增益差成正比，與平均系統(tǒng)增益的平方成反比與進(jìn)給速度成F正比。下面就點(diǎn)A＇在直線OA兩邊分別進(jìn)行討論： 直線輪廓加工①當(dāng)點(diǎn)A＇在直線OA下面時(shí)。系統(tǒng)此時(shí)的運(yùn)行速度還是穩(wěn)態(tài)速度，即執(zhí)行部件的速度還是穩(wěn)態(tài)速度。在數(shù)控機(jī)床上兩軸聯(lián)動(dòng)加工直線、圓弧輪廓工件，或加工工件的拐角部位時(shí)，數(shù)控進(jìn)給系統(tǒng)的速度誤差特性和加速度誤差特性所引起的加工誤差，可以作如下的分析。 進(jìn)給伺服系統(tǒng)的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，根據(jù)上述分析，在伺服驅(qū)動(dòng)部分，當(dāng)高次項(xiàng)的系數(shù)與一次項(xiàng)系數(shù)和常數(shù)項(xiàng)相比小得多時(shí)，可以將高次項(xiàng)忽略，將其從高階簡(jiǎn)化為一階慣性環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，而在結(jié)果上根本就不會(huì)受到多大影響。在所述的系統(tǒng)中，外界負(fù)載有兩部分，一部分是切削力；另一部分是摩擦力。如果分析機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，（b）所示的模型，這樣將幾部分綜合起來，就可以得到整個(gè)進(jìn)給系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型以及傳遞函數(shù)。阻尼特性則和系統(tǒng)的定位精度、工作穩(wěn)定性有關(guān)。 機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型以伺服電機(jī)的角位移作為機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入，以執(zhí)行部件的運(yùn)動(dòng)作為輸出，所設(shè)計(jì)的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是多種多樣的。另一部分是伺服驅(qū)動(dòng)裝置以后的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部件在一定切削參數(shù)下進(jìn)行加工。因?yàn)閷?shí)際速度是逐漸上升至F值的，所以按同一脈沖當(dāng)量換算成數(shù)字量的實(shí)際位置值將按另一條曲線變化，實(shí)際位置總是滯后于指令位置。將與測(cè)速發(fā)電機(jī)的反饋電壓的差值通過速度控制器乘以增益常數(shù)，得到伺服電機(jī)的電樞電壓，它控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度。 設(shè)計(jì)任務(wù)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，筆者將完成如下設(shè)計(jì)任務(wù)：①建立數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，分析數(shù)控進(jìn)給伺服系統(tǒng)的特性；②以數(shù)控直線的加工情況為基礎(chǔ)，定性分析數(shù)控機(jī)床中進(jìn)給增益匹配的作用；③定量分析數(shù)控機(jī)床中進(jìn)給系統(tǒng)增益的匹配對(duì)運(yùn)動(dòng)（加工）軌跡精度的影響；④開發(fā)出基于PC的分析測(cè)試軟件，要求該軟件具有數(shù)據(jù)采集、誤差分析、數(shù)據(jù)瀏覽、圖形顯示、結(jié)果分析等功能；⑤撰寫符合相關(guān)要求的軟件設(shè)計(jì)說明書、使用說明書和測(cè)試分析報(bào)告； ⑥撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。在這一調(diào)速范圍內(nèi)，要求速度均勻、