刀具运动轨迹的控制毕业设计【毕业论文+答辩稿+开题报告+外文翻译+任务书】
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任务书填写要求 1毕业设计（论文）任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写，经学生所在专业的负责人审查、系部领导签字后生效。此任务书应在第七学期结束前填好并发给学生； 2 任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，不得随便涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴； 3 任务书内填写的内容，必须和学生毕业设计（论文）完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业及系部主管领导审批后方可重新填写； 4 任务书内有关“系部”、“专业”等名称的填写，应写中 文全称，不能写数字代码。学生的“学号”要写全号； 5 任务书内“主要参考文献”的填写，应按照国标 714 2005文后参考文献著录规则的要求书写，不能有随意性； 6 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 7408 2005数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“ 2009 年 3 月 15 日”或“ 2009 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 1本毕业设计（论文）课题应达到的目的： 通过该课题，一方面巩固相关专业的理论知识， 学会将各门课程知识融合在一起，灵活运用，了解各种传感器的原理、功能及使用场合，培养学生对机电一体化产品的设计能力。掌握工程设计的一般方法以及独立分析问题和解决问题的能力，最终使学生的综合素质得以提高。 2本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 主要是要求学生在对现有的数控传动系统了解的情况下，设计一个数据结构，利用数控插补算法，设计一个可在 作台实现通用的数控加工程序的设计以完成对机床刀具运动轨迹的控制，纵向脉冲当量： 向脉冲当量： 1) 设计一个数据结构，使该控制系统能既加工直线，又能加工圆弧。具有一定的通用性和可扩展性； 2) 直线、圆弧插补算法； 3) 编写相应的程序； 条件： 1) 计算机、微机接口实验板 2) X Y 工作台条件 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 3对本毕业设计（论文）课题成果的要求包括毕业设计论文、图表、实物样品等： 1. 提交控制系统流程图 2. 提交 控制系统程序 3. 毕业设计论文 4主要参考文献： 1 黄新燕机床数控技术及编程 M南京理工大学出版社， 2000. 2 胡占齐等机床数控技术 M 机械工业出版社， 3 严爱珍机床数控原理与系统 M 机械工业出版社， 4 王永章机床的数字控控技术 M哈尔滨工业大学出版社， 1995. 5 张新义经济型数控机床系统设计 M 机械工业出版社， 1993 10. 6 王晓明等电动机的单片机控制 M北京航空航天大学出版社， 2002 . 7 余英良机床数控改造设计与实例 M机械工业出版社， 1998 4. 8 徐爱卿 6 为单片机（修订版） M北京航空航天大 学出版社， 2002 7. 9 杨叔子，李培根数控机床课程设计 M华中科技大学出版社， 2006 11. 10 尹志强机电一体化系统设计课程设计指导书 M机械工业出版社 2007 5. 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 5本毕业设计（论文）课题工作进度计划： 起 迄 日 期 工 作 内 容 2009 年 3 月 9 日 3 月 31 日 4 月 1 日 4 月 16 日 4 月 17 日 4 月 27 日 4 月 28 日 5 月 20 日 5 月 20 日 5 月 30 日 5 月 31 日 6 月 10 日 6 月 11 日 6 月 13 日 6 月 14 日 外文资料翻译，文献综述，开题报告。 熟悉数控插补算法 总体方案设计 详细方案设计 系统联调 完成毕业论文 准备毕业答辩 论文答辩 所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日 系部意见： 系部主任： 年 月 日 毕业设计 (论文 )开题报告 学 生 姓 名： 学 号： 专 业 ： 机械工程及自动化 设计 (论文 )题目 ： 刀具运动轨迹的控制 指 导 教 师 : 开题报告填写要求 1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效； 2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下 载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于 15篇科技论文的信息量，一般一本参考书最多相当于三篇科技论文的信息量（不包括辞典、手册）； 4有关年月日等日期的填写，应当按照国标 7408 94数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“ 2009 年 3 月 15 日”或“ 2009 毕 业 设 计 （论 文）开 题 报 告 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000 字左右的文献综述： 文 献 综 述 摘要 本文阐述了研究刀具运动轨迹的意义以及对当今社会的影响。熟悉刀具运动轨迹的含义，了解当今社会刀具运动轨迹生成方法的发展现状，通过这些来研究刀具运动轨迹的数控仿真实现。 关键词 刀具运动轨迹 数控仿真 言 1 引言 机床数控系统的轮廓控制，即怎样控制刀具或工件的运动轨迹，是通过插补实现的，插补程序的运算时间和计算精度影响着整个 统的性能指标。插 补原理在数控技术中的位置不言而喻。大多数 统一般都具有直线和圆弧插补功能，只有在某些要求较高的系统中，才具有抛物线、螺旋线等插补功能。编制零件程序时，一般都提供直线的起点和终点，圆弧的起点、终点、方向和圆心相对于起点的偏移量。插补运算的任务，是要完成轮廓起点到终点的各中间点的坐标值计算 12。 2 刀具运动轨迹的含义 刀具运动轨迹（又称走刀路线或进给路线）是指加工过程中刀具相对于被加工件的运动轨迹和方向，包括切削加工的路径和刀具切入及切出等非切削空行程 3。刀具运动轨迹的合理选择是非常重要的 ，因为它与零件的成型效率和表面质量密切相关。数控加工刀具运动轨迹是确定数控加工工艺的重要环节。刀具运动轨迹设计质量的好坏，将直接影响零件的加工质量及加工成本。因此，对数控加工过程中的刀具运动轨迹的研究是十分必要的。 3 刀 具运动轨迹 生成方法研究发展现状 数控编程的核心工作是生成刀具轨迹，然后将其离散成刀位点，经后置处理产生数控 加工程序。下面就刀具轨迹产生方法作一些介绍 5 6 7。 （ 1）基 于点、线、面和体的 轨生成方法 术从二维绘图起步，经历了三维线框、曲面和实体造型发展阶段， 一直到现在的参数化特征造型。在二维绘图与三维线框阶段，数控加工主要以点、线为驱动对象，如孔加工，轮廓加工，平面区域加工等。这种加工要求操作人员的水平较高，交互复杂。 （ 2） 基于特征的 轨生成方法 参数化特征造型已有了一定的发展时期，但基于特征的刀具轨迹生成方法的研究才刚刚开始。特征加工使数控编程人员不在对那些低层次的几何信息（如：点、线、面、实体）进行操作，而转变为直接对符合工程技术人员习惯的特征进行数控编程，大大提高了编程效率。 特征加工具有更多的智能。对于特定的特征可规定某几种固定的加工方法，特别 是那些已在 准规定的特征更是如此。如果我们对所有的标准特征都制定了特定的加工方法，那么对那些由标准特征够成的零件的加工其方便性就可想而知了。特征加工有利于实现从 统的全面集成，实现信息的双向流动，为 至并行工程（ 定良好的基础。 （ 3） 现役几个主要 统中的 轨生成方法分析 工方法分析 一般认为 业界中最好，最具代表性的数控软件。其最具特点的是其功能强大的刀具轨迹生成方法。包括车削、铣削、线切割等完善的加工方法。 工方法分析 一个数控编程系统开发环境，它是建立在 何建模平台上的。 它为用户提供两种编程开发环境，即 令语言接口和 作 C+类库。它可支持三轴铣削，车削和线切割 工，并可支持线框、曲面和实体几何建模。 4 刀轨的数控仿真 数控机床是通过数控程序来实现加工控制的 ,数控程序的错误 ,轻则会导致工件过切 ,重则可能损坏刀具甚至机床。为确保数控程序的正确性 ,在生产中常常采用易切削的材料代替需要加工的工件进行模拟试切 ， 也可采用轨迹显示法对刀具加工路径进行检验 。 这种方 法可以显示二轴加工轨迹，也可以检查一些大的错误，但其运动仅限于平面，局限性很大 8。为此，人们一直研究能逐步代替试切的仿真方法，并在试切环境的模型化、仿真计算和图形显示等方面取得了重要的进展。在这种情况下，数控加工的计算机仿真技术应运而生。 所谓数控加工仿真，就是采用计算机图形学的手段对加工走刀和零件切削过程进行模拟，具有快速、仿真度高、成本低等优点。它采用可视化技术，通过仿真和建模软件，模拟实际的加工过程并在计算机上显示，使工程技术人员能预先看到制造过程，及时发现不足，有效预测数控加工过程和切削过程的可 靠性和高效性，此外，还可以对一些意外情况进行控制。数控加工仿真代替了试切等传统的走刀轨迹的检验方法，大大提高了数控机床的有效工时和使用寿命，因此在制造业得到了越来越广泛的应用 9 10 。 4 仿真系统的实现 系统以 言进行设计，系统主要包括参数输入、过象限判断、插补类型判断、插补计算及仿真等主要模块 11 12。 (1) 参数输入 用于输入直线或者圆弧的有关参数，如直线的起点及终点坐标，圆弧的起点、终点、圆心或者半径、脉冲当量等参数。 (2) 过象限判断 当插补对象为圆弧时，存在过象限问题，而不同象限圆弧的插补计算方法也不同，因此需要对圆弧进行过象限判断。 (3) 插补类型判断 无论插补对象是直线还是圆弧，不同象限的插补对象存在不同的插补计算方法，直线存在四个象限的不同插补情况，而圆弧存在四个象限八种不同插补情况。在系统中将直线或者圆弧的不同插补计算方法设置为不同的子模块，对插补类型进行判断后，直接调用相应的插补子模块进行计算。 (4) 插补计算及仿真 该模块除完成相应的插补计算外，还完成对插补轨迹的仿真显示。 5 仿真系统的发展趋势 数控加工 仿真利用计算机来模拟实际的加工过程，是验证数控加工程序的可靠性和预测切削过程的有力工具，以减少工件的试切，提高生产效率。 计算机仿真技术的发展趋势主要表现在两个方面：应用领域的扩大和仿真计算机的智能化。计算机仿真技术不仅在传统的工程技术领域（航空、航天、化工等方面）继续发展，而且扩大到社会经济、生物等许多非工程领域，此外，并行处理、人工智能、知识库和专家系统等技术的发展正影响着计算机仿真的发展 13 14。 6 结束语 利 用计算机图形技术对已编制的数控程序进行加工过程模拟演示 ,不但可以检验数控程序的 正确性和合理性 ,从而避免由于机床的走刀错误而造成数控设备损坏的危险 ,而且大大降低了以往采用工艺试切方法所带来的高消耗和高成本 ,大大缩短新产品的开发周期15。由于产生的图形是真实感效果图 ,数控编程人员和机床操作者能够通过图形显示进行干涉和碰撞检查 ,校验数控程序。因此 ,数控图形仿真技术正逐渐成为刀轨模拟控制领域的一项重要技术。 参 考 文 献 1 李恩林 . 数控技术应用 M. 北京 : 机械工业出版社 , 2006. 2 王永章 . 机床的数字控制技术 M. 哈尔滨 : 哈尔滨工 业大学出版社 , 2000. 3 富大伟，刘瑞素 . 数控系统 M. 北京：化工工业出版社， 2005. 4 刘武发，刘德平 . 机床数控技术 M. 北京：化工工业出版社， 2007. 5 袁宗杰，邓爱国 . 数控仿真技术使用教程 M. 北京：清华大学出版社， 2007. 6 赵萍 . 数控机床与加工仿真技术 M. 北京：国防工业出版社， 2008. 7 王洪 . 数控加工程序编制 M. 北京：机械工业出版社， 2002. 8 许祥泰，刘艳芳 M. 北京：机械工业 出版社， 2000. 9 董玉红 . 数控技术 M. 北京：高等教育出版社， 2004. 10 李家杰 . 数控机床编程与操作实用教程 M. 南京：东南大学出版社， 2004. 11 高峰霞，廖彬山 . 文版提高与应用 M. 北京：清华大学出版社， 1999. 12 龚沛曾 . 序设计教程 M. 北京：高等教育出版社， 2003. 13 任玉田，焦振学，王宏甫 . 机床计算机数控技术 M. 北京：北京理工大学出版社， 1999. 14 李郝林等 . 机床数控技术 M. 北京：机械工业出版社， 2000. 15 方 沂 . 数控机床编程与操作 M. 北京：国防工业出版社， 1999. 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 决的问题 本设计用 程实现刀具运动轨迹仿真，画圆弧时要考虑圆弧的转向和优劣问题，还要考虑特殊圆弧端点的处理，最后生成能用汇编语言来仿真的加工程序。 采用的手段 通过多种渠道收集资料。 查阅文献 向老师请教 程时合理分配各种情况，尽量做到最简。 仿真模拟 在有条件的情况下，对其进行仿真模拟，对程序有一个直观的描述，发现其中一些题和不足，并作出相应的更正，以优化整个系统。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 指导教师意见 ： 1对“文献综述”的评语： 该生在文献综述中对数控插补及数控仿真技术进行了论述，而对自己所做课题刀具运动轨迹的控制研究的较少。 这不利于以后毕业设计工作的开展。 2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测： 本课题的深度、广度及工作量适中，符合 毕业设计的要求。毕业设计可完成一个通用的 刀具运动轨迹的控制系统的设计。 指导教师： 年 月 日 所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日 目 录 1 引言 1 刀具运动轨迹生成方法的现状及发展 1 课题研究的内容 2 2 系统总体设计 3 课题设计的环境与需求 3 编程软件简介 3 系统功能分析 4 系统功能模块设计 4 3 系统详细设计 5 系统主界面设计 5 直线生成模块 12 圆弧生成模块 15 汇编生成 模块 35 其他模块设计 45 4 系统安全性与测试 47 结束语 48 致谢 49 参考文献 50 毕业设计说明书（论文）中文摘要 本课 题主要针对刀具运动轨迹仿真系统的发展现状，分析了刀具运动轨迹仿真的原理和实现方法，通过仿真来 为普通机床的数控化改造服务 。该仿真系统是通过 现直线和圆弧插补，最后生成直线或圆弧加工的汇编程序，通过汇编程序控制单片机来实现 普通机床的数控化改造 。 具体 过程 是在 计一个 操作 界面，在这个界面里用户只要输入所要加工零件的尺寸及形状信息，就可自动的产生加工程序（汇编程序）并可对加工程序进行仿真。该仿真系统操作简便，模拟轨迹显示清晰，有助于我们对每一步刀具轨迹的详细认知。 关键 字 刀具轨迹 插补 仿真 本科毕业设计说明书（论文） 第 3 页 共 50 页 毕业设计说明书（论文）外文摘要 f f is to of of of of of is of is of or of is by B, of in at is is to to of 本科毕业设计说明书（论文） 第 4 页 共 50 页 1 引言 随着计算机科学、信息技术的迅速发展，传统的制造业已发生了十分显著的变化，传统的制造技术正向现代制造技术转变，现在越来越多的制造通过数控仿真来实现。 利 用计算机图形技术对已编制的数控程序进行加工过程模拟演示 ,不但可以检验数控程序的正确性和合理性 ,从而避免由于机床的走刀错误而造成数控设备损坏的危险 ,而且大大降低了以往采用工艺试切方法所带来的高消耗和高成本 ,大大缩短新产品的开发周期 。由于产生的图形是真实感效果图 ,数控编程人员和机床操作者能够通过图形显示 进行干涉和碰撞检查 ,校验数控程序。因此 ,数控图形仿真技术正逐渐成为刀轨模拟控制领域的一项重要技术。数控仿真系统正更多的被应用到了各种数控加工中，越来越多的的刀具运动轨迹通过数控仿真来实现模拟。 1 1 刀具运动轨迹生成方法的现状及发展 刀具运动轨迹（又称走刀路线或进给路线）是指加工过程中刀具相对于被加工件的运动轨迹和方向，包括切削加工的路径和刀具切入及切出等非切削空行程 。刀具运动轨迹的合理选择是非常重要的，因为它与零件的成型效率和表面质量密切 相关。数控加工刀具运动轨迹是确定数控加工工艺的重要环节。刀具运动轨迹设计质量的好坏，将直接影响零件的加工质量及加工成本。因此，对数控加工过程中的刀具运动轨迹的研究是十分必要的。 数控编程的核心工作是生成刀具轨迹，然后将其离散成刀位点，经后置处理产生数控加工程序。下面就刀具轨迹产生方法作一些介绍 。 （ 1）基于点、线、面和体的 历了三维线框、曲面和实体造型发展阶段，一直到现在的参数化特征造型。在二维绘图与三维线框阶段，数控加工主要以点、线为驱动对象 ，如孔加工，轮廓加工，平面区域加工等。这种加工要求操作人员的水平较高，交互复杂。 （ 2）基于特征的 参数化特征造型已有了一定的发展时期，但基于特征的刀具轨迹生成方法的研究才刚刚开始。特征加工使数控编程人员不在对那些低层次的几何信息（如：点、线、面、实体）进行操作，而转变为直接对符合工程技术人员习惯的特征进行数控编程，大大提高了编程效率。 本科毕业设计说明书（论文） 第 5 页 共 50 页 特征加工具有更多的智能。对于特定的特征可规定某几种固定的加工方法，特别是那些已在 果我们对所有的标准特征都制定了特定的加工 方法，那么对那些由标准特征够成的零件的加工其方便性就可想而知了。特征加工有利于实现从 现信息的双向流动，为 定良好的基础。 （ 3）现役几个主要 一般认为 具代表性的数控软件。其最具特点的是其功能强大的刀具轨迹生成方法。包括车削、铣削、线切割等完善的加工方法。 是建立在 它为用户提供两种编程开发环境，即 +类库。它可支持三轴铣削，车削和线切割 可支持线框、曲面和实体几何建模。 1 2 课题的研究内容 本课题所研究的刀具运动轨迹控制主要是 为普通机床的数控化改造服务的。因为普通机床的数控化改造所使用的控制系统是单片机，而用汇编语言来进行刀具运动轨迹的控制编程是很困难的，所以需要设计一个环境，在这个环境里用户只要输入所要加工零件的尺寸及形状信息，就可自动的产生加工程序并可对加工程序进行仿真。 为此要进行如下的研究： （ 1）对刀具运动轨迹控制编程的环境进行选择分析； （ 2）系统的总体方案设计 ,对整个系统进行需求分析和功能模块的设计； （ 3）系统的详细设计，研究其各个部分的设计原理； （ 4）测试总结，找出其中的不足并加以改正使其尽可能完善。 本科毕业设计说明书（论文） 第 6 页 共 50 页 2 系统总体设计 课题设计的环境与需求 设计过程中会遇到很多困难，不可能一次性就把设计完成，需要对此做出多次的分析和修改，这里将设计过程总的分为两部分，即总体设计过程和详细设计过程，希望通过这样多次的设计分析使设计达到最佳效果。 因为 要通过单片机控制来实 现普通机床数控化改造，用 汇编语言来进行刀具运动轨迹的控制编程是很困难的， 而用 代码，不能对单片机进行控制，所以 这里选用 要在最后程序执行时生成加工程序的 样通过此加工程序就能控制单片机来实现数控化改造。 这次设计过程中会牵涉到很多 需要熟悉 以通过咨询相关人士、搜索网络、查阅书籍等渠道方式来获取相关知识。 编程软件简介 由美国微软公司推出的，全称为 学习版、专业版和企业版三种版本，以满足不同的开发需要。学习版适用于普通学习者及大多数使用 发一般 用程序的人员，但是；专业版适用于计算机专业开发人员，包括了学习版的全部内容功能以及 业版除包含专业版全部的内容外，还有自动化构件管理器等工具，使得专业编程人员能够开发功能强大的组骨子里分布式应用程序。 一 种可视化的、面向对象和采用事件驱动方式的结构化高级程序设计语言，可用于开发 境下的各类应用程序。它简单易学、效率高，且功能强大可以与 业开发工具 用事件驱动的编程机制、新颖易用的可视化设计工具，使用 数，以用动态链接库（ 对象的链接与世隔嵌入（ 开放式数据连接（ 技术，可以高效、快速地开发 形界面丰富的应用软件系统。随着版本 的提高， 本科毕业设计说明书（论文） 第 7 页 共 50 页 系统功能分析 本刀具运动轨迹仿真系统是一个集直线和圆弧仿真的简易系统。通过在系统界面输入相关数据来产生仿真轨迹，由于输入只局限于数值并且输入的数据都要放到存储器中，即输入的数值是有范围界限的，这样就需要对输入内容进行相关判断，只有符合条件的才能进行仿真。 系统主要实现以下的功能：数据判别，生成轨迹并且能够做到连续性，最后生成加工程序等等。 系统功能模块设计 通过系统功能分析，画出系统功能模块图，如图 图 系统功能模块图 Y N （非数字、值过界） 错误 正确 显示 生成 刀具运动轨迹仿真系统 输入数据 数据判别 仿真 开始 刀具轨迹 加工程序 终点 ? 结束 本科毕业设计说明书（论文） 第 8 页 共 50 页 3 系统详细设计 系统 进行详细设计时，显要考虑具体下面每一步要作什么。在本设计中，圆弧设计是个难点，需要对其进行详细分析判断。详细设计思路如下图 图 详细设计图 系统主界面设计 （ 1）界面设计 本界面的主要功能是提供数据参数输入，通过输入的数据来实现仿真，如果输入的数据不符合要求 ，那就无法进行仿真操作。界面如图 本科毕业设计说明书（论文） 第 9 页 共 50 页 图 系统界面图 其中用到 2） 可作为其他控件的容器。实际显示的图片由 括可选的路径名）。在程序运行时可以使用 在图形框中装入图形。其格式为： 图形框对象 图形文件名”） 为了在运行时从图形框中删除一个图形，可用 ，将一个空白图形装入图形框的 不能伸展被装入的图形以适应控件尺寸，但可以用图形框的 形框能自动调整大小与显示的图形匹配。如果将 图形框不能自动改变大小来适应其中的图形，加载到图形框中的图形保持其原始尺寸，这意味着如果图形比控件大，则超过的 部分将被剪裁掉。 以在 本科毕业设计说明书（论文） 第 10 页 共 50 页 些控件随 与窗体无关。当 些控件在 （ 3） 组合框（ 组合了文本框和列表框的特性而形成的一种控件。组合框在列表框中列出可供用户选择的选项，当用户选定某项后，该项内容自动装入文 本框中。当列表框中没有所需选项时，除了下拉式列表框（ ）之外都允许在文本框中键盘输入，但输入的内容不能自动添加到列表框中。 （ 4） a） 该属性是一个字符型数组，存放组合框的选项。 开始的，即第一个项目的下标是 0。 b） 属性只能在程序中设置或引用。 果未选中任何选项，则1。 c） 属性只能在程序中设置或引用。 d） 该属性只能在设计状态设置。 果 项目按字母顺序排列显示；如果 选项按加入的先后顺序排列。 e） 该属性是默认属性，只能在程序中设置或引用。 f） 的值为 0、 1或 2。 当 （默认）时，组合框为下拉式组合框。它显示在屏幕上的仅是文 本科毕业设计说明书（论文） 第 11 页 共 50 页 本编辑框和一个下拉箭头按钮。执行时，用户可用键盘直接在文本框区域输入内容，也可用鼠标单击右边的下拉式箭头按钮，打开列表框供用户选择，选中内容显示在文本框上。这种组合框允许用户输入不属于列表内的选项。 当 时，组合框为简单组合框。它列出所有的选项供用户选择，右边没有下拉箭头按钮，列表框不能被收起和拉下，与文本编辑框一起显示在屏幕上。可以在文本框中用键盘输入列表框中没有的选项。 当 时，组合框唯下拉式 列表框。其功能与下拉式组合框类似，区别是不能输入列表框中没有的选项。 （ 4） 标系统概述： 窗体 (容器 (定义的表示图形对象位置的平面二维格线，一般采用数对（ x,y）的形式定位。其中， x 值是沿 x 轴点的位置，最左端是缺省位置 0。 y 值是沿 y 轴点的位置，最上端是缺省位置 0。 在 坐标轴定义位置的测量单位，统称为刻度，坐标系统的每个轴都有自己的 刻度。坐标轴的方向、起点和刻度都是可变的 ,在后面的叙述中，将讨论如何改变这些定义。 a） 使用系统缺省定义： 在系统缺省状态下， 缇 为单位 (1缇的长度等于 1/1440英寸； 1/567厘米 ;1/20磅 )。应当注意的是：这些值指示的是图形对象打印尺寸的大小。而在计算机屏幕上的物理距离则根据监视器的大小及分辨率的变化而变化。 b） 选择系统标准刻度定义： 除了缺省的 户还可以通过对象的 共有 8种设置） ，现将这些设置列表如下： 表示 说明 0 户自定义 1 ，系统缺省设置 2 ，每英寸约为 72磅 3 素，像素是监视器或打印机分率的最小单位。每英寸里像素的数目由系统设备的分辨率决定。 本科毕业设计说明书（论文） 第 12 页 共 50 页 4 符，打印时，一个字符高 1/6 英寸，宽 1/12 英寸 5 寸，每英寸为 6 米 7 米 在上述设置值中，除了 0 和 3以外，其它所有模式都是打印机所 打印的单位长度。例如，某对象长为 4个单位，当 为 5 时，打印时就是 4英寸长。在程序中设定 设窗体的刻度单位为厘米。 7 设 刻度单位为像素。 3 c） 创建自定义坐标系统： 当 时，即为用户自定义模式，可采用设置对象的相应属性，来创建所需的坐标系统 ,这些属性是： 设置对象左边距值 设置对象上边距值 设置对象宽度 设置对象高度 下面给出如下设置代码： 00 00 00 00 0 0 则所定义的坐标系如下图所示： 00 0 以上代码定义窗体左上角坐标为（ 100， 100），定义窗体内图形对象 0，上边距 离为 50。 句定义窗体内部 本科毕业设计说明书（论文） 第 13 页 共 50 页 宽度的 1/300 为水平坐标单位；当前窗体内部高度的 1/200 为垂直坐标单位。如果窗体的大小以后被调整，这些单位保持原状。也就是说： 按照对象的内部尺寸来定义单位的，并且这些尺寸不包括边框厚度或菜单标题的高度。 指对象内的可用空间的大小。它们决定了对象本身的坐标系统。这有别于内部尺寸和外部尺寸（由 指定）定义， 是按照容器的坐标系统来表示。另外以上刻度属性都可包括分数，也可是负数。如果将 性设置值为负数即改变坐标系统的方向。 d） 使用 一个更简洁的改变坐标系统的途径是使用 法。定义形式如下： (定了 性的设置值。 别决定 了 性的设置值。若指定 值，与设置 负值的效果相同。例如：设定窗体坐标系统如下： 100, 100)-(200, 200) 该语句定义等同于以下属性设置： 00:00:00:00 如何恢复缺省坐标系统： 在定义了其它坐标系后，如果需要将坐标系统恢复为缺省的 以使用不含参数的 语句： 图形对象的坐标系统恢复为缺省，其左上角坐标为（ 0， 0）。 （ 5）代码设计 a）坐标轴设计 6 2 i j 件的自动重绘有效 本科毕业设计说明书（论文） 第 14 页 共 50 页 330)-(330, 设定坐标范围 0, (0, 320) 画坐标线 0)-(320, 0) 300: x/ 5: 320: y/ 310: 15: + 15: - 315: + - 0 i = o 300 0 i: 3: (i, 0) i i = o 300 0 If i = 2 前点作为起点 x: y f x = * 脉冲转换 y = * f 0 (x, y) 01 方式时画线 x, y), 标记终点，青绿色表示 标记起点 x: y: ( & x & , & y & ) 标记终点坐标 ( & , & ) 标记起点坐标 f 2 轨迹线宽设定 1 执行完一次序号 +1 圆弧生成模块 该部分是完成系统设计任务中最复杂也是最困难的部分。该系统画弧时是通过起点、终点、半径 3 个值来确定圆弧的，由于通过这 3个值可以确定 2个相交的圆（一般情况下），也就是说通过这 3个值可以确定 4条弧，即 2个圆每个圆又都被分为优弧和劣弧 2部分，这样的情况下，就分为顺圆弧和逆圆弧两种情况，但是又因为每种情况下又可分优弧和劣弧，所以在此系统中把输入 R0作为劣弧，把输入 R f. . 程中使用的变量分为两类：一类是在过程内显式声明的，另一类 本科毕业设计说明书（论文） 第 23 页 共 50 页 则不是。在过程内显式声明的变量（使用 等效方法）都是局部变量。对于那些没有在过程中显式声明的变量，除非它们在该过程外更高级别的位置有显示地声明，否则也是局部的。 注意过程可以使用没有在过程内显式声明的变量，但只要有任何在模块级别中 定义的名称与之相同，就会产生名称冲突。如果过程中使用的未声明的变量与另一个过程，常数，或变量的名称相同，则会认为过程使用的是模块级的名称。显式声明变量就可以避免这类冲突。可以使用 句来强制显式声明变量。 注意 能会重新安排数学表达式以提高内部效率。若 应避免在此表达式中使用该函数。 圆弧模块代码： 10 11 12 13 ng(x, y, 计算端点到圆心的偏角，定义函数 #, = y - (x - ) If x nd y = T If x = T If x nd y = 2 x: y f x = * y = * r = 1 顺时针 * r) 0 优弧 本科毕业设计说明书（论文） 第 25 页 共 50 页 If y 起点偏上 x, y, r, ( & , & ) 圆弧用蓝线表示，圆心用红点表示 f If y x, y, r), ( & , & ) f If y r, 2: ( & , & ) f If 0 f x 起点偏右 x, y, r, ( & , & ) f If x x, y, r), ( & , & ) f If x r), 0: ( & , & ) f If 0 f x x y 右上 本科毕业设计说明书（论文） 第 29 页 共 50 页 r, 0: ( & , & ) f If y 左上 r, 0, 2: ( & , & ) f f If r x x y r), 2: ( & , & ) f If y r), ( & , & ) 本科毕业设计说明书（论文） 第 30 页 共 50 页 f f 非 1/4圆弧 If r 0 f y x, y, r), ( & , & ) f f If r y x, y, r), ( & , & ) 本科毕业设计说明书（论文） 第 31 页 共 50 页 f f f f x, y), x: y: ( & x & , & y & ) ( & , & ) f f 2 逆时针 * r) 0 f y x, y, r, ( & , & ) f If y x, y, r), ( & , & ) f If y r), 2, ( & , & ) f If 0 f x x, y, r, ( & , & ) f If x x, y, r), ( & , & ) f If x r), 0, ( & , & ) f If 0 f x x y r, 2, ( & , & ) f If y r, 3 / 2: ( & , & ) f f If r x x y r), 0, 3 / 2: ( & , & ) f If y 本科毕业设计说明书（论文） 第 37 页 共 50 页 r), 2, 0: ( & , & ) f f f r 0 f y x, y, r), ( & , & ) f f If r y 本科毕业设计说明书（论文） 第 38 页 共 50 页 x, y, r), ( & , & ) f f f f x, y), x: y: ( & x & , & y & ) ( & , & ) f f 2 1 汇编生成模块 将数据写入顺序文件，通常有三个步骤；打开、写入和关闭。从顺序文件读数据到内存具有相似的步骤：打开、读出和关闭，只是打开文件语句（ 模式不同。 （ 1） 打开文件 在对文件进行任何操作之前，必须先打开文件，同时通知操作系统对文件进行 读 操作还是写操作。打开文件的命令是 常用的形式如下： 本科毕业设计说明书（论文） 第 39 页 共 50 页 件名 式 #文件号 录长度 其中： a） 文件名可以是字符串常量，也 可以是字符串变量。 b） “模式”为下列三种形式之一： 文件进行写操作。 文件进行读操作。 文件末尾追加记录。 c） 文件号是一个介于之间的整数。当打开一个文件并为它指定一个文件号后，该文件号就代表该文件，直到文件被关闭后，此文件号才可以再被其他文件使用。在复杂的应用程序中，可以利用 （ 2） 写操作 将数据写入磁盘文件所用的命令是 令。其形式如下： 文件号， 输出列表 “输出列表”是指 n) | n)表达式列表 ; | （ 3） 关闭文件 当结束各种读写操作之后，还必须要将文件关闭，否则会造成数据丢失等现象。 因为实际上 句是将数据送到缓冲区，关闭文件时才将缓冲区数据全部写入文件。关闭文件所用的语句是 形式如下： #文件号 ,#文件号 例如， 1,#2,#3 命令是关闭 1 号、 2号和 3号文件。如果省略了文件号， 这里 通过按下仿真按钮生成加工程序（汇编程序）。该系统设定路径为 c:汇编程序 具体编程代码如下： （ 4） 直线汇编代码 14 15 2016/9/30 1 刀具运动轨迹的控制 毕业论文答辩 2016/9/30 2 总体设计分析 本刀具运动轨迹仿真系统是一个集直线和圆弧仿真的简易系统。通过在系统界面输入相关数据来产生仿真轨迹，由于输入只局限于数值并且输入的数据都要放到存储器中，即输入的数值是有范围界限的，这样就需要对输入内容进行相关判断，只有符合条件的才能进行仿真。 系统主要实现以下的功能：数据判别，生成轨迹并且能够做到连续性，最后生成加工程序等等。 2016/9/30 3 功能模块设计 系统功能模块图 2016/9/30 4 系统详细设计 直线 顺时针圆弧 逆时针圆弧 直径 非直径 优弧 劣弧 竖直 其他 水平 上 圆弧 优 劣 fyy fxx,fyy 同顺时针 2016/9/30 5 系统界面设计 2016/9/30 6 直线生成 2016/9/30 7 圆弧生成 (顺圆 ) 2016/9/30 8 圆弧生成 (逆圆 ) 2016/9/30 9 举例 2016/9/30 10 谢 谢！ 毕业设计 (论文 )外文资料翻译 系 部： 机械工程系 专 业： 机械工程及自动化 姓 名： 学 号： 外文出处： 附 件： 指导教师评语： 选择的翻译材料与课题贴切，翻译量达到了毕业设计的要求，除少数地方，文意翻译基本准确，但译文有多处病句，用词不够准确。 签名： 年 月 日 注： 请将该封面与附件装订成册。 (用外文写 ) 附件 1：外文资料翻译译文 反馈控制动力 系统 关于 非线性系统 所有系统 都是 非线性 的 ，特别是 那些 如果大量 需要 审议的信号。另一方面，如果是小型信号 ， 几乎所有的物理系统可以很好地近似线性模型。例如，如果 小，那 )= ， )=1 。同样，在模拟电子设备，如放大器，如果信号 相对于提供 电源电压 很小， 操作将接近 线性 。最后，我们以后 会 在这一章中 的 一节 提到。李雅普诺夫 指出 ，如果 是 近似线性系统 ，则能 稳定的接近平衡点。出于这些原因，目前 在这本书 中提出的 分析和设计 的 方法 认为 只有日益强大的技术 才 可用于线性模型。但是，如果信号导致设备饱和，或者如果包括 非线性 在内的 系统是为 那些 小信号 的 ，如某些种类的摩擦，那么，非线性效应 则 必须考虑 去 解释系统 的行为 。在这一章中， 对一部分 用于此目的的工具将加以说明。 概述 因为每一 种 非线性系统在许多方面 都 是 唯一 的， 所以有许许多多的 办法 被用到非线性 系统的 控制设计。我们将描述 的那些针对非线性系统的分析和设计的方法 可分为四类。 针对 减少线性模型问题的方法 在 大多数情况下，考虑小信号 的 近似 性 是 需要 的。在某些情况下， 存在这样一种 非线性 特性 ,就是与它相反的 可以找到， 并在 物理非线性 影响 整个线性系统 之前就发生逆变化 。另一些情况，在机器人领域 中有 一个 叫“ 计算力矩 ”的技术，通过这技术并 巧妙使用反馈，一些非线性模型 就可以归结成一种 精确的线性形式。 第二类是一种启发式方法 ，该方法是基于 考虑非线性 特性能否获得 不同的 效益 。在 线性 特性是 没有记忆 的 ，例如，信号 很大时， 放大器就会输出饱和 。这 是对于 放大器 的想法 ， 如果 信号 获得很 大 时它获得的效 益 就 开始减少。 效 益变化 时 ,由于 基本 轨迹是 基于 评估系统特征 基础的 ，这 种 观点导致了启发式 方法 利用 基本 轨迹来预测这种系统将 如何 响应不断变化的输入信号的大小。那些 非线性 特性存在 动力或 记忆 的情况 ,表明基本 轨迹是没有用的。这 些情况下 科成博格 介绍了在 1950 年被称为描述函数的技术可以使用。如果要套用这个方法，正弦应用于系统非线性部分 并且 定期反应 的 第一谐波是 可以 计算 的 。 输入对输出的比率是变化的 。因此，奈奎斯特 的观点是在自然领域中来考虑系统的行为。 当 启发式方法 对 洞察系统 行为 可 能起到作用的时候 ,他们 也 不能用来决定系统是否 保持稳定。为此，必须 转向对稳定性的分析 ， 就当 研究控制理论 一样 。这些理论 中 最著名的 就 是李雅普诺夫 提出的 内部稳定 性 。 在 相平面 上进行了 描述分析， 并且 介绍了稳定性理论。 给出了一个 使用稳定性 理论来 指导设计控制器 的例子 。 9 非线性系统 因此， 如果能有效地对系统作初始假设 ,那系统就能保证稳定性。通过 这些方法， 那在这条路径上就能给 控制工程师一个 好的开头，去 有效地理解和设计的实时控制问题。 介绍和动机：为什么要研究非线性系统？ 有一点是 直观清楚 的 ， 就是 在一定程度 的 信号强度 下， 任何物理系统 都 将 变 非线性 ，并且有 些系统 在任何甚至所有的信号水平下都呈现 非线性。另一方面，我们通过发明一些近似线性 模型 来 开始 研究 ，迄今我们所有的设计方法依据的假设是，这种方法可以通过 线性传递函数 来表示 。在这一 章中，我们 会给出一 些理由 来 相信花费在研究 线性技术 上 的时间 绝对 不是 在 浪费时间，但我们也应尝试 去解释一点：就是 了解非线性 对 控制系统 设计有多大影响 ,而且为什么这一点是 非常重要的。 我们 开始指出 ，我们可以 结合基本 轨迹技术， 而这种技术是把基本 特征方程 看作 一个各种增 益的功能 ， 通过 观察，许多非线性元素可以被看作是 一种增益过程 ,而这种增益是随信号强度变化而变化的。 该方法在这一点上完全是启发式，仿真结果 也 很有希望。许多载有这种记忆非线性元件 的 系统 的性能， 可以 通过在非线性点上策划基本轨迹相对增益点来 预见。然而， 目前的这种 方法， 还没有 奠定坚实的基础， 并且给设计者留下了疑惑，是否有这样的未探索的真实或信号空间区域，而这些区域里即将有灾难发生。 毕竟，该模型是一个近似，而且无论多么广泛的仿真，它 也 不可能 做到面面俱到 。 接着基本 轨迹 的用法 ，我们 转到基于 频率响应 的 方法。频率响应的一大优势 就是 ，在许多情况下，人们 可以在真实的 系统 上通过实验 获取 转换 功能。 通过用 最基本的方法， 把 正弦信号应用于系统 并且 正弦输出 的 振幅和相位 是可以 测量 的 。然而，噪声和不可避免的非线性效应引起的输出 比 一个简单的正弦复杂 得多 ，所以设计师提取基本组成部分，并把它当作 全部 。如果 一个频谱分析仪是用来计算传递函数 的 ,那么就会 得到相同的结果。已 做完的是 计算 那被科成博格 称为描述函数 的东西 。从这个角度看，一个描述函数可以被界定为非线性元件， 其中 包括那些 带 记忆 的 。同样， 仿真是很有用的并且 许多有用的设计 都是通过 这种技术 来完成的 ，但如 果用基本轨迹方法来 设计非线性系统， 那这方法可能还不太稳定 。 究竟这种情况会导致什么 ？唯一的可能 就 是 大胆面对事实并 直接 采用 非线性形态 。幸运的是，一个 权威 的数学 机构在 1892 年成立了 ,同年 李雅普诺夫 发表 了他关于动态 稳定性的 研究著作 。这项 著作于 1907 年被 翻译成法文，并于 1960年 被 卡尔曼和贝特兰在 一本控制的文献中重新找到 。李雅普诺夫 给出 了两种方法 来 研究稳定 性 。他的第一种方法，在 书中 他认为稳定 性是基于 线性近似， 而最关键 的 是需要看 我们对这种 方法的注重程度有多少 。他证明了 这个伟大 的结果，如果线性近似是严格稳定 的 ， 并 让所有基 准都 在左半平面， 那么 非线性系统将有一个稳定的 区域 围绕线性近似适用 的那个 平衡点。此外，他还证明，如果近似线性至少有一个 基准 在右半平面， 那么 非线性系统不 可 能在平衡 点 附近有任何稳定 的区域 。 状态空间里的稳定区域的规模不是由线性条件来给定的 ,但已包含在用于证明的结构中 。 那结构构成了他的第二种方法。李雅普诺夫 的 第二方法是基于找到一个标量函数 的数学等式 ， 这个函数 描述储存在系统 中 的内部能源。他证明，如果这种功能是 构造出来的 ，如果派生的功能 在 运动方程 轨迹上 是否定的， 那么由 它取决于 的功能和状态 最终将耗 尽并且这种状态 会在平衡点 上停止 。具有这些特性 的 函数 就 被称为李雅普诺夫函数。当然，这个简单的描述忽略了大量的复杂性，例如，有几十个稳定 性的 定义。但是，这个概念仍然是，如果李雅普诺夫函数可以找到，那么 它基于的 系统将保持稳定。如上所述，这个理论提供了充分条件 来保持 稳定。如果李雅普诺夫函数没有被 发现，设计师 也 不知道 是否 不存在，搜索是 否 不 充分 。大量研究 表明发现 李雅普诺夫函数 在 非线性系统 方面是特别适用的 。 李雅普诺夫的方法是基于正常或 特殊 形式 状态下的 微分方程， 并且谈到了 有关内部稳定。另一方面，频率响应方法 属于 外部 测量 ，并 在系统外部响应基础上发展稳定结果 。 有一个这样的方法为圆周率 ，我们 也 将在这一章 介绍 。该方法可以被描述为考虑 系统终端能源。 如果它总是流入终端 ，那就什么也不是了 。如果是的话，可以合理地假设，所有能源最终将消失，系统将保持稳定。 为了能得到严谨的方法证明 ，研究人员已转向李雅普诺夫 的 第二方法，但 结果是体现在外部特性，如奈奎斯特 策划 的系统的线性部分， 其还 面临 着 非线性因素。此外， 在非线性系统的某一类特别适用的方法和设计下， 这个工具 还 提供了 保障 ， 来 建立一个稳固的 基础 。 至于他的观点应该 很 清楚，非线性控制理论是一个庞大和复杂的主题，在这本书中我们只 能对其中个别 小 地方作 简要介绍。然而，控制设计基础 是基于 这个理论的 ，设计师 越 了解 这 理论，他或她 就能 更好的理解问题的 局限 和机遇。我们希望，通过审议材料，进一步刺激学生 去 研究这个 令人迷惑 的主题。 线性分析 对于 合适的线性模型，本节 给出了 三种减少非线性系统方法 。几乎所有选定控制进
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