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在伺服系统的调试过程中,需要能够准确发送各种测试信号的正弦机。但通常使用的机电正弦机具有难以克服的机械传动空回、死区及波形失真和漂移、装订参数可重复性差等缺点。
为了克服以上缺点,作者开发了8098数字正弦机。
1 硬件组成
8098数字正弦机采用MCS-96系列8098单片机[1,2](也可选用兼容的80C196单片机)和5VASZZ系列DSC模块,以软件方法产生阶跃、等速、周期等速和正弦等信号,通过8255直接16位数字输出,或分精粗各12位数字量分送两个DSC转化为三相模拟电压双通道输出。在此过程中,利用8279显示和控制正弦机的运行状态。8098数字正弦机的硬件组成框图如图1。
图1 8098数池正弦机硬件组成框图
2 软件实现
8098数字正弦机的大部分功能是利用8098的汇编语言编程实现的,其软件功能框图如图2所示。
图2 8098数字正弦机软件功能框图
2.1 信号的产生
下面以正弦信号的产生为例说明这部分的设计思想。
2.1.1 算法
正弦运动的实现实质上是按给定周期的正弦函数值,在单位时间送位置偏移置y,然后加上正弦的基值y0,即可得到绕基值按正弦规律变化的位置量A0。由于内存有限,且为了简化程序,设计中采用先计算出1/4个周期的正弦曲线,再通过衔接处理得到整个周期正弦曲线的方法。其中位置偏移量的计算是根据装订的正弦周期值T,计算出单位幅值标准正弦曲线,然后用装订的正弦幅值M乘以每个计算点对应的标准正弦值x,即可得到按正弦规律变化的位置偏移量。