第五章数字控制技术
5.1数字控制基础
5.2逐点比较法插补原理
5.3直流电动机调速
5.4步进电机的微机控制
5.5伺服电机的控制
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5.1数字控制基础
5.1.1数字控制的基本原理
1、计算机在绘图仪或加工装置上重现平面曲线图形的步骤
(1)将曲线分割成若干点；
图形分割原则——保证线段连接成的曲线与原图形的误差在允许范围内；
(2)确定各端点坐标值的中间值；
·插值/插补——求中间值的数值计算方法；
·插补计算宗旨——通过给定基点，以一定速度连续确定一系列中间点；
·插补形式——直线插补、二次曲线插补；
口直线插补——由中间点连接起来的折线近似直线；
口二次曲线插补——给定的两个基点间用近似曲线逼近；
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(3)用脉冲信号形式控制x、y方向上的步进电机，绘制图形；
脉冲当量(步长)——对应于每个脉冲移动的相对位置；
(4)插补计算实质——如何分配脉冲数，使实际的中间点轨迹尽可能地逼近
理想轨迹；
2、插补方法
(1)数字脉冲乘法器MIT
(2)数字积分法DDA
(3)逐点比较法
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5.1数字控制基础
5.1.2数字控制方式
1、点位控制——只要求控制刀具行程终点的坐标值；
2、直线切削控制——控制行程的终点坐标值；
3、轮廓的切削控制——控制刀具沿工件轮廓曲线不断运动；
5.1.3数字控制系统结构
1、闭环数字控制——用于大型精密加工机床，很少使用；
2、开环数字控制——结构简单、可靠性高、成本低、易于调整和维护；
应用广泛；
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5.2逐点比较法插补原理
准备知识：
(1)逐点比较法插补——与给定轨迹上的坐标值进行比较，决定下一步的进
给方向；
(2)逐点比较法原理——用阶梯折线逼近直线或圆弧；
5.2.1逐点比较法直线插补
5.2.2逐点比较法圆弧插补
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5.2.1逐点比较法直线插补
1、第一象限内的直线插补
(1)直线插补计算原理
设原点O(0,0)，终点A(xe,ye)，刀具P(x,y)；
·P在直线OA上，OP与OA重合y/x=ye/xe;
·P在直线OA上方y/xye/xe;
·P在直线OA下方y/xye/xe;
·令F=yxe-xyeF=0时，P点在直线OA上；
F0时，P点位于直线OA上方；
F0时，P点位于直线OA下方；
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·F=0时，向+x或+y方向走一步；
F0时，向+x方向走一步；
F0时，向+y方向走一步；
·刀具到达终点的判别方法——设置一个长度计数器，计数长度为两个方
向进给步数和；
·逐点比较法直线插补的工作过程
口偏差判别——判断F≥0还是F0；
口进给方向；
口偏差运算；
口终点判别；
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(2)直线插补计算举例
已知：起点坐标为(0,0)，终点坐标为(5,4)，且F=0
则计算长度
即x方向走5步，y方向走4步。