【正文】 4 軟件測試 軟件功能分析數(shù)控機床參數(shù)匹配測試平臺主要功能如下：（1） 采集8253芯片數(shù)據并寫入文件；（2） 讀取文件內容并繪制數(shù)據坐標點；（3） 最小二乘法擬合直線；（4） 設定并繪制理論直線；（5） 數(shù)據瀏覽、誤差顯示；（6） 結果分析；（7） 軟件使用幫助。 //創(chuàng)建非模態(tài)對話框pDlgShowWindow(SW_SHOW)。 //定義一個CResDlg類對象()。 軟件使用幫助程序流程圖 結果分析流程圖點擊幫助按鈕開始打開幫助對話框結束創(chuàng)建對話框有兩種方式，一種是模態(tài)對話框，另外一種就是非模態(tài)對話框。IDC_STATIC_JG和IDC_STATIC_JY分別是結論和建議所對應的兩個靜態(tài)文本的ID號。于是，我們可以得到實現(xiàn)結果分析顯示的核心程序代碼為： // 當X軸增益相對Y軸增益匹配時GetDlgItem(IDC_STATIC_JG)SetWindowText(結論內容)。 結果分析程序流程圖 結果分析流程圖結合VC++，為了使得界面友好實用，筆者采用靜態(tài)文本作為給出結論和建議的介質。打開文件開始讀取文件數(shù)據數(shù)據分析處理讀取完畢關閉文件是　　否　計算擬合直線獲得分析結果關閉文件顯示分析結果結束結果分析部分編程過程中，筆者結合數(shù)控理論知識和VC++，采用了一種較為合理的方式進行分析。 在數(shù)據加載完成后，關閉文件的后面添加如下代碼：sprintf(ch,%6s %6s %6s %6s %10s %10s,點序號,X坐標,Y坐標,△D,方差,標準差)。由于篇幅有限，筆者只介紹一下數(shù)據加入列表框部分程序的實現(xiàn)，其核心代碼如下：char ch[400]。繪制圖指令在前面已經介紹過，每行代碼的作用見右邊標注。//連接A、B兩點(750,30,ETO_OPAQUE,CRect(750,30,750,40),_T(理論直線:),NULL)。正如前面所述，不管是VC中窗口還是對話框，設備原點（0，0）都是在左上角，這與我們實際應用不一樣，因此需要對設備原點（0，0）進行改變，因此，原點改為（20，700）后才能使得繪出的圖像具有很強的工程意義。k=Lxy/Lxx。Lxx+=(xaverx)*(xaverx)。while(!feof(fp1)) { fread(amp。知道n2為自由度，又由于殘差平方和是反映了x對y線性影響之外的其他隨機影響的總和，故定義下列估計量s為： （）s也可以認為是剩余標準差，它的意義與標準差相識，用它可以衡量所有隨機因素對y的大小，s愈大，擬合精度越高。 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過程，具體分析如下：實際上，利用最小二乘法原理求取回歸參數(shù)k、b時，應使各數(shù)據點與擬合直線的偏離平方和為最小，假設有n對數(shù)據點,在點上的y的估計量為： （）誤差方程組為： （）應該使得最小，于是求取的參數(shù)k、b應該滿足： \ （）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，相關系數(shù)ρ是描述兩個變量線性關系密切程度的數(shù)量指標，自然其絕對值越大，即接近于1時，x、y的線性關系就越密切；當ρ接近0時，兩者的線性變化規(guī)律就不明顯。 //讀縱坐標(20+x,700y,RGB(255,0,0))。 //二進制方式讀文件while(!feof(fp1)) // 判斷是否讀完數(shù)據結束 { fread(amp。最后介紹一下，CClientDC對象中的一個SetPixel函數(shù)，該函數(shù)聲明如下:Status SetPixel(INT x, INT y, COLORREF crColor)。//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)。對于前面的坐標系的例子，若將第一行指令修改為如下代碼：CPen pen(PS_SOLID,1,RGB(0,0,255))。其中，第一個參數(shù)（nPenStyle）指定筆的線型（實線(PS_SOLID)、點線(PS_DOT）、虛線(PS_DASH)等）；第二個參數(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；第三個參數(shù)指定筆的顏色，這個參數(shù)是COLORREF類型，利用RGB這個宏可以建立這個類型的值。前一個例子中所畫的坐標系都是黑色的，這是因為設備描述表中有一個默認的黑色畫筆，因此繪制的線條都是黑色的。由此可以看出，CClientDC類繪圖十分方便快捷。//繪制Y坐標標簽(750,710,ETO_OPAQUE,CRect(750,710,750,720),_T(X),NULL)。//定義一個CClientDC對象//繪制縱坐標(20,0)。只需要定義一個CClientDC對象，然后就可以利用這個對象提供的函數(shù)進行繪圖操作了。 讀取數(shù)據信息并繪圖：下面介紹一下本軟件繪圖的實現(xiàn)方法，這里選用MFC提供的CClientDC類來實現(xiàn)這一功能。③關閉文件fclose()函數(shù)用來關閉一個由fopen()函數(shù)打開的文件,其調用格式為:fclose(FILE *stream)。例如：fread(x,4,5,fp)。其中，buffer是一個指針，在fread函數(shù)中，它表示存放輸入數(shù)據的首地址，在fwrite函數(shù)中，它表示存放輸出數(shù)據的首地址。第二個形式參數(shù)表示打開文件的類型, 本設計用到的兩種打開文件類型如下： rb　　　　　　只讀打開一個二進制文件，只允許讀數(shù)據wb　　　在以上代碼中，先是利用第一行代碼定義了一個FILE指針文件，然后第二行代碼將C:\，并以二進制寫的方式打開；。,sizeof(long),1,datafile)。為此，筆者多方考慮，打算采用文件操作來解決這一個文件，即將讀取的數(shù)據寫入一個二進制文件，然后在需要的時候將其調用出來進行相關處理和分析。第5行代碼完成將讀取的數(shù)據分別存放在data0、data1中，則data0存放低8位，data1存放高8位。 //儲存低8位 data1=_inp(0x300)。對計數(shù)器0的讀取核心代碼如下： _outp(0x303,0x04)。 port參數(shù)為指定的輸入端口號。 port 參數(shù)為指定的輸出端口號，databyte 參數(shù)為輸出的值。代碼中的_outp()函數(shù)是輸出函數(shù)。 //初始化計數(shù)器0為0xFFFF。采用二進制計數(shù)，所以D0=0。（１）初始化計數(shù)器初始化編程的順序是：對某一指定計數(shù)器，必須先寫控制字，再寫計數(shù)器初值，計數(shù)初值寫入的格式由控制字的D5和D4 兩位的編碼決定。因此，兩個軸一共需要4個計數(shù)器才夠用，由于每片8253芯片只有3個計數(shù)器，所以需要選用2片8253芯片。ISA總線介紹：ISA插槽是基于ISA總線（Industrial Standard Architecture，工業(yè)標準結構總線）的擴展插槽，其顏色一般為黑色，比PCI接口插槽要長些，位于主板的最下端。采用一個方式控制字，其中SC1SC0=01指定要讀的計數(shù)器通道號，RL1RL0=00，使這個方式控制字成為一個軟件命令，方式字的其余各位內容可以不考慮。當RL1RL0=01時，只寫入低8位，則高位自動置0；當RL1RL0=10時，只寫入高8位，則低位自動置0；當RL1RL0=11時，共寫入16位，先寫低8位，后寫高8位。 （2） 82535編程① 寫入方式控制字。⑥方式5—硬件觸發(fā)選通方式該方式由GATE信號的上升沿啟動計數(shù)器，輸出一直保持高電平，當計數(shù)結束時，輸出一個寬度等于時鐘周期的負脈沖。④方式3—方波頻率發(fā)生器方式該發(fā)生GATE信號的作用與方式2相同，在GATE信號的上升沿啟動計數(shù)，前半計數(shù)輸出一直保持高電平，后一半計數(shù)輸出又變?yōu)榈碗娖?。②方?—可編程單次脈沖方式當裝入計數(shù)初值后，要等GATE信號由低變高，并保持高時開始計數(shù)，此時OUT信號為低電平，計數(shù)結束時，輸出變高電平，輸出單次脈沖，單次脈沖的寬度由計數(shù)初值N決定。（1） 工作方式選擇①方式0—計數(shù)結束時產生中斷方式當寫入方式0的控制字后，計數(shù)器輸出立即變?yōu)榈碗娖?，當賦初值后，計數(shù)器馬上開始工作，且輸出一直保持低電平，計數(shù)結束時變?yōu)楦唠娖?，并一直保持到再次裝入初值或復位為止。那么，有必要對8253芯片和ISA總線做簡單介紹。 單步運行按鈕, 便于檢查程序的執(zhí)行情況，看是否按自己的思路運行，可以單步查看運行結果；插入或刪除中斷點按鈕；停止組建按鈕； 幫助按鈕；保存按鈕，將編輯的當前程序存盤；全部保存按鈕，將所有文件存盤。Visual C++。Visual C++，它是在20世紀80年代初由貝爾實驗室開發(fā)的。⑧程序可移植性強。③數(shù)據類型豐富、齊全。使用Pascal語言，語言的流行程度不如C/C++，不是完全面向對象，使用不是很靈活。 VB具有豐富的數(shù)據類型，是一種符合結構化程序設計思想的語言，而且簡單易學。 ③軟件的集成式開發(fā)VB采用了面向對象的程序設計思想。 方案3：網絡操作系統(tǒng) 特點：多用戶多任務操作系統(tǒng) UNIX、NETWARE、WINDOWS NT LINUX等。因此，在數(shù)控機床進給伺服系統(tǒng)中，各聯(lián)動坐標軸的系統(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。綜上所述，通過對工作臺雙軸伺服系統(tǒng)在直線插補運動時輪廓誤差的分析，可知雙軸聯(lián)動作直線進給時，輪廓誤差的產生源于雙軸系統(tǒng)開環(huán)增益的不匹配性，單軸坐標直線進給時，沒有位置誤差，但運動存在滯后現(xiàn)象。X軸 Y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，這與計算出的兩軸的實際穩(wěn)定速度大小相符。在兩軸的指令速度等于輪廓加工速度的分量，且兩軸的進給系統(tǒng)增益相等的條件下，直線輪廓加工時，速度誤差不會引起加工誤差。Y軸 X軸 X、Y軸位移變化圖此刻。角，即，進給速度為：F = 300 mm/min，為10177?；?0176。在其它條件不變的情況下：　　① 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給速度成F正比。由此可見，當速度和加工輪廓直線的傾角都一定時，兩軸的增益、就直接影響了加工的精度。下面就點A＇在直線OA兩邊分別進行討論： 直線輪廓加工①當點A＇在直線OA下面時。，假設被加工的直線輪廓，其方程式為： ()直線與X軸的夾角為，有。系統(tǒng)此時的運行速度還是穩(wěn)態(tài)速度，即執(zhí)行部件的速度還是穩(wěn)態(tài)速度。I型系統(tǒng)的特點是它對于階躍位置指令輸入的響應不存在穩(wěn)態(tài)誤差；對于階躍速度指令輸入，即斜坡位置指令輸入，其響應的穩(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際位置之間的誤差。在數(shù)控機床上兩軸聯(lián)動加工直線、圓弧輪廓工件，或加工工件的拐角部位時，數(shù)控進給系統(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。由此可以看出，當速度F一定時，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)的隨動誤差小，也就是說跟隨精度高。 進給伺服系統(tǒng)的簡化結構，根據上述分析，在伺服驅動部分，當高次項的系數(shù)與一次項系數(shù)和常數(shù)項相比小得多時，可以將高次項忽略，將其從高階簡化為一階慣性環(huán)節(jié)進行分析，而在結果上根本就不會受到多大影響。為了使得簡化過程更加嚴密，筆者引用了參考文獻[1]的相關結論 降階前后X軸進給系統(tǒng)BODE圖文章中，作者對X—Y雙軸數(shù)控工作臺系統(tǒng)進行分析，對各部分進行了建模，并根據數(shù)控工作臺系統(tǒng)的數(shù)學模型，對該系統(tǒng)的動態(tài)特性和伺服精度進行了數(shù)學分析。在所述的系統(tǒng)中，外界負載有兩部分，一部分是切削力；另一部分是摩擦力。對于閉環(huán)系統(tǒng)，位置控制環(huán)的位置反饋信號就是執(zhí)行部件的位置輸出信號；對于半閉環(huán)系統(tǒng)，位置反饋信號取自電機的角位移信號。如果分析機械傳動機構時，（b）所示的模型，這樣將幾部分綜合起來，就可以得到整個進給系統(tǒng)的數(shù)學模型以及傳遞函數(shù)。系統(tǒng)的動力平衡方程為 ()式中，——執(zhí)行部件的質量；——導軌副上的粘性阻尼性系數(shù)；——外載荷，且。阻尼特性則和系統(tǒng)的定位精度、工作穩(wěn)定性有關。有了機械傳動機構的等效動力學模型,便可推導出系統(tǒng)的動特性方程和傳遞函數(shù)。 機械傳動機構的數(shù)學模型以伺服電機的角位移作為機械傳動機構的輸入，以執(zhí)行部件的運動作為輸出，所設計的機械傳動機構是多種多樣的。伺服驅動系統(tǒng)由位置控制器與速度控制器組成。另一部分是伺服驅動裝置以后的機械傳動機構。然而，我們在設計與分析進給系統(tǒng)的特性時，主要分析它的動態(tài)特性。驅動執(zhí)行部件在一定切削參數(shù)下進行加工?？梢娫酱?，則就越大，伺服電機的速度就越高。因為實際速度是逐漸上升至F值的，所以按同一脈沖當量換算成數(shù)字量的實際位置值將按另一條曲線變化，實際位置總是滯后于指令位置。 位置誤差深刻理解位置誤差的物理概念對數(shù)控進給系統(tǒng)性能分析至關重要，不妨假設系統(tǒng)獲得一個恒速指令信號，