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实验二圆弧插补学生版


微机控制实验

课程名称 姓名: 班级:

指导教师 学号:

实验时间 成绩:

实验二 圆弧插补
一、实验目的:
1 掌握逐点比较法圆弧插补的基本原理。 2 掌握编写和调试逐点比较法圆弧插补程序方法。

二、实验内容:
1 设置输入起点的坐标(2,3) 、差补步数(30) 、差补步长(1)和差补走向(1) 等参数。
4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4 -5

0

5

图 1.1 顺时针圆弧差补结果图

2 绘制标准圆。 (1)以输入起点的坐标(X0,Y0)为圆上的一个点,计算圆的半径

微机控制实验

R=sqrt(X0*X0+Y0*Y0);

(2)将圆等分为40份
alpha=0:pi/20:2*pi;

(3)计算圆上41个点的坐标(xx,yy)
xx=R*cos(alpha); yy=R*sin(alpha);

(4)绘制标准圆
4

3

2

1

0

-1

-2

-3

-4 -4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

图 1.2 标准圆 3 以(X0,Y0)为起点,单步循环运行差补计算和绘图。 在图上记录走步的序号。

三、 实验结果与分析
1、 实验中设置的差补步数(30)能完成给定圆弧的差补吗? 答:不能 2、改变哪个参数,可实现逆时针圆弧差补的程序,并绘制差补结果图(图上必 须标注走步的序号) 。

微机控制实验

答:差补走向
4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4 -5

0

5

图 1.3 逆时针圆弧差补

四、思考题
逐点比较法圆弧插补的步数和哪些量有关系?试定性地分析圆弧插补的步 数和这些量的关系。 答:圆弧的起点和终点,插补的步长。圆弧的起点和终点决定了总的行程,既插 补的起点和终点纵横坐标的绝对值之和,而插补的步长是你一次动作走过的路 程,总的行程除以步长就是所需的步数。

程序: X0=input('请输入起点横轴坐标 x: '); Y0=input('请输入起点纵轴坐标 y: '); NXY=input('请输入差补步数: ');

微机控制实验

pace=input('请输入差补步长: '); RNSS=input('请选择差补走向(1 代表顺时针/2 代表逆时针): '); XM=X0; YM=Y0; %画基准圆 R=sqrt(X0*X0+Y0*Y0); alpha=0:pi/20:2*pi; xx=R*cos(alpha); yy=R*sin(alpha); plot(xx,yy,'g:'); hold on; axis equal; %针对跨象限运行时对 ZF 初始化(由于在跨象限运行时不改变 ZF 值所以必须对 其初始化) ZF=(RNSS==1)*(((Y0==0)*((X0>0)*4+(X0<0)*3))+((X0==0)*((Y0>0)*1+(Y0<0)* 2)))+...

(RNSS~=1)*(((Y0==0)*((X0>0)*3+(X0<0)*4))+((X0==0)*((Y0>0)*2+(Y0<0)*1))); %建立 NXY 次循环来实现差补计算与绘图 for num=1:NXY %FM 值判断 FM=XM*XM+YM*YM-X0*X0-Y0*Y0; %象限判断(RNS 为 1,2,3,4 分别代表 1,2,3,4 象限) RNS=(XM>0)*((YM>0)*1+(YM<0)*4)+(XM<0)*((YM>0)*2+(YM<0)*3); %走步计算(RNS 百位为 1 表示逆时针画圆,十位为 1 表示 FM<0,个位数字表示所 在象限,ZF 代表走步方向) switch RNS+((FM<0)*10)+(RNSS~=1)*100 case 001 ZF=4; case 002

微机控制实验

ZF=1; case 003 ZF=3; case 004 ZF=2; case 011 ZF=1; case 012 ZF=3; case 013 ZF=2; case 014 ZF=4; case 101 ZF=2; case 102 ZF=4; case 103 ZF=1; case 104 ZF=3; case 111 ZF=3; case 112 ZF=2; case 113 ZF=4; case 114 ZF=1; end

微机控制实验

%步进电机走步(由 ZF 控制走步方向由 pace 控制步长) switch ZF case 1 x1=[XM,XM+pace]; y1=[YM,YM]; case 2 x1=[XM,XM-pace]; y1=[YM,YM]; case 3 x1=[XM,XM]; y1=[YM,YM+pace]; case 4 x1=[XM,XM]; y1=[YM,YM-pace]; end plot(x1,y1,'r-'); 直线 XM=x1(2); YM=y1(2); hold on; pause(0.01); end hold off; %延时程序形参为每走一步所用时间 %保存此点坐标供下次作图和比较时使用 %由此点和前一点坐标组成的 2 个向量画


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