逐点比较法：数控系统中的精插补算法与FPGA实现

逐点比较法是一种早期广泛应用在开环数控系统中的插补技术，也被称为区域判别法、代数运算法或醉步式近似法。它主要用于直线和圆弧插补，其特点是直观易懂，产生的插补误差较小，输出脉冲均匀且速度变化小，便于系统参数调整。其基本原理是通过连续比较当前刀具位置与预设的理想轨迹，根据偏差方向决定刀具的移动：若超出轮廓，则向内移动；若在轮廓内，则向外移动，以减小偏差。这个过程包括四个步骤：偏差判别、坐标进给、偏差计算和终点判别。 在逐点比较法中，由于实际加工轨迹通常由直线和圆弧构成，所以大多数数控系统具备这两种插补功能。对于复杂的非直线路径，通过近似处理，如将它们分割成小段直线或圆弧，可以实现有效插补。这项技术在FPGA联动插补中也有应用，尤其是结合高性能嵌入式处理器（如ARM）进行实时计算和控制，以提升系统的精度和效率。 论文针对绵阳市科技创新项目和学校省重点实验室的课题，探讨了如何研发具有自主知识产权和核心技术的精插补芯片，以支持经济型嵌入式数控系统的开发。作者借鉴了《数字控制技术》团队的经验，并结合高性能处理器的优势，旨在推动数控技术在工业加工中的广泛应用，满足产业升级对精密控制的需求。 这篇硕士论文不仅关注技术理论，还强调了创新实践，体现了数控技术与计算机科学、电子工程等多学科的融合，是探索数控系统未来发展的重要研究。作者对逐点比较法的理解和应用，对于深入理解数控系统的工作原理和优化设计具有很高的价值。