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數(shù)控系統(tǒng)

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數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)字控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱,英文名稱為(Numerical Control System),根據(jù)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的控制程序,執(zhí)行部分或全部數(shù)值控制功能,并配有接口電路和伺服驅(qū)動(dòng)裝置的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

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數(shù)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介

  世界上的數(shù)控系統(tǒng)種類繁多,形式各異,組成結(jié)構(gòu)上都有各自的特點(diǎn)。這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)源于系統(tǒng)初始設(shè)計(jì)的基本要求和硬件和軟件的工程設(shè)計(jì)思路。對(duì)于不同的生產(chǎn)廠家來(lái)說(shuō),基于歷史發(fā)展因素以及各自因地而異的復(fù)雜因素的影響,在設(shè)計(jì)思想上也可能各有千秋。例如,在上世界90年代,美國(guó)Dynapath系統(tǒng)采用小板結(jié)構(gòu),熱變形小,便于板子更換和靈活結(jié)合,而日本FANUC系統(tǒng)則趨向大板結(jié)構(gòu),減少板間插接件,使之有利于系統(tǒng)工作的可靠性。然而無(wú)論哪種系統(tǒng),它們的基本原理和構(gòu)成是十分相似的。一般整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)由三大部分組成,即控制系統(tǒng),伺服系統(tǒng)和位置測(cè)量系統(tǒng)。控制系統(tǒng)硬件是一個(gè)具有輸入輸出功能的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng),按加工工件程序進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算,發(fā)出控制指令到伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng);測(cè)量系統(tǒng)檢測(cè)機(jī)械的直線和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)位置、速度,并反饋到控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),來(lái)修正控制指令;伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將來(lái)自控制系統(tǒng)的控制指令和測(cè)量系統(tǒng)的反饋信息進(jìn)行比較和控制調(diào)節(jié),控制PWM電流驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī),由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械按要求運(yùn)動(dòng)。這三部分有機(jī)結(jié)合,組成完整的閉環(huán)控制的數(shù)控系統(tǒng)。

  控制系統(tǒng)硬件是具有人際交互功能,具有包括現(xiàn)場(chǎng)總線接口輸入輸出能力的專用計(jì)算機(jī)。伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要包括伺服驅(qū)動(dòng)裝置和電機(jī)。位置測(cè)量系統(tǒng)主要是采用長(zhǎng)光柵或圓光柵的增量式位移編碼器。

數(shù)控系統(tǒng)百科

  數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)字控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱,英文名稱為(Numerical Control System),根據(jù)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的控制程序,執(zhí)行部分或全部數(shù)值控制功能,并配有接口電路和伺服驅(qū)動(dòng)裝置的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。通過(guò)利用數(shù)字、文字和符號(hào)組成的數(shù)字指令來(lái)實(shí)現(xiàn)一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制,它所控制的通常是位置、角度、速度等機(jī)械量和開關(guān)量。

  基本構(gòu)成

  世界上的數(shù)控系統(tǒng)種類繁多,形式各異,組成結(jié)構(gòu)上都有各自的特點(diǎn)。這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)源于系統(tǒng)初始設(shè)計(jì)的基本要求和硬件和軟件的工程設(shè)計(jì)思路。對(duì)于不同的生產(chǎn)廠家來(lái)說(shuō),基于歷史發(fā)展因素以及各自因地而異的復(fù)雜因素的影響,在設(shè)計(jì)思想上也可能各有千秋。例如,在上世界90年代,美國(guó)Dynapath系統(tǒng)采用小板結(jié)構(gòu),熱變形小,便于板子更換和靈活結(jié)合,而日本FANUC系統(tǒng)則趨向大板結(jié)構(gòu),減少板間插接件,使之有利于系統(tǒng)工作的可靠性。然而無(wú)論哪種系統(tǒng),它們的基本原理和構(gòu)成是十分相似的。一般整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)由三大部分組成,即控制系統(tǒng),伺服系統(tǒng)和位置測(cè)量系統(tǒng)。控制系統(tǒng)硬件是一個(gè)具有輸入輸出功能的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng),按加工工件程序進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算,發(fā)出控制指令到伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng);測(cè)量系統(tǒng)檢測(cè)機(jī)械的直線和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)位置、速度,并反饋到控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),來(lái)修正控制指令;伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將來(lái)自控制系統(tǒng)的控制指令和測(cè)量系統(tǒng)的反饋信息進(jìn)行比較和控制調(diào)節(jié),控制PWM電流驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī),由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械按要求運(yùn)動(dòng)。這三部分有機(jī)結(jié)合,組成完整的閉環(huán)控制的數(shù)控系統(tǒng)。

  控制系統(tǒng)硬件是具有人際交互功能,具有包括現(xiàn)場(chǎng)總線接口輸入輸出能力的專用計(jì)算機(jī)。伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要包括伺服驅(qū)動(dòng)裝置和電機(jī)。位置測(cè)量系統(tǒng)主要是采用長(zhǎng)光柵或圓光柵的增量式位移編碼器。

  硬件結(jié)構(gòu)

  從硬件結(jié)構(gòu)上的角度,數(shù)控系統(tǒng)到目前為止可分為兩個(gè)階段共六代,第一階段為數(shù)值邏輯控制階段,其特征是不具有CPU,依靠數(shù)值邏輯實(shí)現(xiàn)數(shù)控所需的數(shù)值計(jì)算和邏輯控制,包括第一代是電子管數(shù)控系統(tǒng),第二代是晶體管數(shù)控系統(tǒng),第三代是集成電路數(shù)控系統(tǒng);第二個(gè)階段為計(jì)算機(jī)控制階段,其特征是直接引入計(jì)算機(jī)控制,依靠軟件計(jì)算完成數(shù)控的主要功能,包括第四代是小型計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng),第五代是微型計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng),第六代是PC數(shù)控系統(tǒng)。

  由于上世紀(jì)90年代開始,PC結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及推廣,PC構(gòu)架下計(jì)算機(jī)CPU及外圍存儲(chǔ)、顯示、通訊技術(shù)的高速進(jìn)步,制造成本的大幅降低,導(dǎo)致PC構(gòu)架數(shù)控系統(tǒng)日趨成為主流的數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系。PC數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展,形成了“NC+PC”過(guò)渡型結(jié)構(gòu),既保留傳統(tǒng)NC硬件結(jié)構(gòu),僅將PC作為HMI。代表性的產(chǎn)品包括FANUC的160i,180i,310i,840D等。還有一類即將數(shù)控功能集中以運(yùn)動(dòng)控制卡的形式實(shí)現(xiàn),通過(guò)增擴(kuò)NC控制板卡(如基于DSP的運(yùn)動(dòng)控制卡等)來(lái)發(fā)展PC數(shù)控系統(tǒng)。典型代表有美國(guó)DELTA TAU公司用PMAC多軸運(yùn)動(dòng)控制卡構(gòu)造的PMAC-NC系統(tǒng)。另一種更加革命性的結(jié)構(gòu)是全部采用PC平臺(tái)的軟硬件資源,僅增加與伺服驅(qū)動(dòng)及I/O設(shè)備通信所必需的現(xiàn)場(chǎng)總線接口,從而實(shí)現(xiàn)非常簡(jiǎn)潔硬件體系結(jié)構(gòu)。

  軟件結(jié)構(gòu)

 ?。?)輸入數(shù)據(jù)處理程序

  它接收輸入的零件加工程序,將標(biāo)準(zhǔn)代碼表示的加工指令和數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼、數(shù)據(jù)處理,并按規(guī)定的格式存放。有的系統(tǒng)還要進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算,或?yàn)椴逖a(bǔ)運(yùn)算和速度控制等進(jìn)行預(yù)計(jì)算。通常,輸入數(shù)據(jù)處理程序包括輸入、譯碼和數(shù)據(jù)處理三項(xiàng)內(nèi)容。

  (2)插補(bǔ)計(jì)算程序

  CNC系統(tǒng)根據(jù)工件加工程序中提供的數(shù)據(jù),如曲線的種類、起點(diǎn)、終點(diǎn)、既定速度等進(jìn)行中間輸出點(diǎn)的插值密化運(yùn)算。上述密化計(jì)算不僅要嚴(yán)格遵循給定軌跡要求還要符合機(jī)械系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)加減速的要求。根據(jù)運(yùn)算結(jié)果,分別向各坐標(biāo)軸發(fā)出形成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的位置指令。這個(gè)過(guò)程稱為插補(bǔ)運(yùn)算。計(jì)算得到進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的位置指令通過(guò)CNC內(nèi)或伺服系統(tǒng)內(nèi)的位置閉環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán)控制調(diào)節(jié),輸出電流驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)工作臺(tái)或刀具作相應(yīng)的運(yùn)動(dòng),完成程序規(guī)定的加工任務(wù)。

  CNC系統(tǒng)是一邊插補(bǔ)進(jìn)行運(yùn)算,一邊進(jìn)行加工,是一種典型的實(shí)時(shí)控制方式。

 ?。?)管理程序

  管理程序負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理、插補(bǔ)運(yùn)算等為加工過(guò)程服務(wù)的各種程序進(jìn)行調(diào)度管理。管理程序還要對(duì)面板命令、時(shí)鐘信號(hào)、故障信號(hào)等引起的中斷進(jìn)行處理。在PC化的硬件結(jié)構(gòu)下,管理程序通常在實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的支持下實(shí)現(xiàn)。

  (4)診斷程序

  診斷程序的功能是在程序運(yùn)行中及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的故障,并指出故障的類型。也可以在運(yùn)行前或故障發(fā)生后,檢查系統(tǒng)各主要部件(CPU、存儲(chǔ)器、接口、開關(guān)、伺服系統(tǒng)等)的功能是否正常,并指出發(fā)生故障的部位。

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數(shù)控系統(tǒng)知識(shí)

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數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)

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  • IOT
    IOT
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    IoT是Internet of Things的縮寫,字面翻譯是“物體組成的因特網(wǎng)”,準(zhǔn)確的翻譯應(yīng)該為“物聯(lián)網(wǎng)”。物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)又稱傳感網(wǎng),簡(jiǎn)要講就是互聯(lián)網(wǎng)從人向物的延伸。
  • 海思
    海思
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  • STM32F103C8T6
    STM32F103C8T6
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    STM32F103C8T6是一款集成電路,芯體尺寸為32位,程序存儲(chǔ)器容量是64KB,需要電壓2V~3.6V,工作溫度為-40°C ~ 85°C。
  • 數(shù)字隔離
    數(shù)字隔離
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    數(shù)字隔離技術(shù)常用于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)總線、軍用電子系統(tǒng)和航空航天電子設(shè)備中,尤其是一些應(yīng)用環(huán)境比較惡劣的場(chǎng)合。數(shù)字隔離電路主要用于數(shù)字信號(hào)和開關(guān)量信號(hào)的傳輸。另一個(gè)重要原因是保護(hù)器件(或人)免受高電壓的危害。本文詳細(xì)介紹了數(shù)字隔離器工作原理及特點(diǎn),選型及應(yīng)用,各類數(shù)字隔離器件性能比較等內(nèi)容。
  • 硬件工程師
    硬件工程師
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    硬件工程師Hardware Engineer職位 要求熟悉計(jì)算機(jī)市場(chǎng)行情;制定計(jì)算機(jī)組裝計(jì)劃;能夠選購(gòu)組裝需要的硬件設(shè)備,并能合理配置、安裝計(jì)算機(jī)和外圍設(shè)備;安裝和配置計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng);保養(yǎng)硬件和外圍設(shè)備;清晰描述出現(xiàn)的計(jì)算機(jī)軟硬件故障。
  • wifi模塊
    wifi模塊
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    Wi-Fi模塊又名串口Wi-Fi模塊,屬于物聯(lián)網(wǎng)傳輸層,功能是將串口或TTL電平轉(zhuǎn)為符合Wi-Fi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式模塊,內(nèi)置無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IEEE802.11b.g.n協(xié)議棧以及TCP/IP協(xié)議棧。傳統(tǒng)的硬件設(shè)備嵌入Wi-Fi模塊可以直接利用Wi-Fi聯(lián)入互聯(lián)網(wǎng),是實(shí)現(xiàn)無(wú)線智能家居、M2M等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要組成部分。
  • 74ls74
    74ls74
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    74LS74是雙D觸發(fā)器。功能多,可作雙穩(wěn)態(tài)、寄存器、移位寄存器、振蕩器、單穩(wěn)態(tài)、分頻計(jì)數(shù)器等功能。本章詳細(xì)介紹了74ls112的功能及原理,74ls74引腳圖及功能表,74ls112的應(yīng)用等內(nèi)容。
  • MPU6050
    MPU6050
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    MPU-6000(6050)為全球首例整合性6軸運(yùn)動(dòng)處理組件,相較于多組件方案,免除了組合陀螺儀與加速器時(shí)間軸之差的問題,減少了大量的封裝空間。
  • Protues
    Protues
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    Proteus軟件是英國(guó)Lab Center Electronics公司出版的EDA工具軟件(該軟件中國(guó)總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司)。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能,還能仿真單片機(jī)及外圍器件。
  • UHD
    UHD
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    UHD是”超高清“的意思UHD的應(yīng)用在電視機(jī)技術(shù)上最為普遍,目前已有不少?gòu)S商推出了UHD超高清電視。
  • STC12C5A60S2
    STC12C5A60S2
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    在眾多的51系列單片機(jī)中,要算國(guó)內(nèi)STC 公司的1T增強(qiáng)系列更具有競(jìng)爭(zhēng)力,因他不但和8051指令、管腳完全兼容,而且其片內(nèi)的具有大容量程序存儲(chǔ)器且是FLASH工藝的,如STC12C5A60S2單片機(jī)內(nèi)部就自帶高達(dá)60K FLASHROM,這種工藝的存儲(chǔ)器用戶可以用電的方式瞬間擦除、改寫。
  • 循跡小車
    循跡小車
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    做單片機(jī)的工程師相比都堆循跡小車有所認(rèn)識(shí),它是自動(dòng)引導(dǎo)機(jī)器人系統(tǒng)的基本應(yīng)用,那么今天小編就給大家介紹下自動(dòng)自動(dòng)循跡小車的原理,智能循跡小車的應(yīng)用,智能循跡小車程序,循跡小車用途等知識(shí)吧!
  • 光立方
    光立方
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    光立方是由四千多棵光藝高科技“發(fā)光樹”組成的,在2009年10月1日天安門廣場(chǎng)舉行的國(guó)慶聯(lián)歡晚會(huì)上面世。這是新中國(guó)成立六十周年國(guó)慶晚會(huì)最具創(chuàng)意的三大法寶之首。
  • K60
    K60
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  • LM2596
    LM2596
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    LM2596是降壓型電源管理單片集成電路的開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器,能夠輸出3A的驅(qū)動(dòng)電流,同時(shí)具有很好的線性和負(fù)載調(diào)節(jié)特性。固定輸出版本有3.3V、5V、12V,可調(diào)版本可以輸出小于37V的各種電壓。
  • 光模塊
    光模塊
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    光模塊(optical module)由光電子器件、功能電路和光接口等組成,光電子器件包括發(fā)射和接收兩部分。簡(jiǎn)單的說(shuō),光模塊的作用就是光電轉(zhuǎn)換,發(fā)送端把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào),通過(guò)光纖傳送后,接收端再把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
  • STM32單片機(jī)
    STM32單片機(jī)
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    STM32系列基于專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用專門設(shè)計(jì)的ARM Cortex-M3內(nèi)核
  • 步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器
    步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器
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    步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào),它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(稱為“步距角”),它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的??梢酝ㄟ^(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量,從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的;同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度,從而達(dá)到調(diào)速和定位的目的。
  • Nexperia
    Nexperia
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    Nexperia是大批量生產(chǎn)基本半導(dǎo)體的領(lǐng)先專家,這些半導(dǎo)體是世界上每個(gè)電子設(shè)計(jì)都需要的組件。該公司廣泛的產(chǎn)品組合包括二極管、雙極晶體管、ESD 保護(hù)器件、MOSFET、GaN FET 以及模擬和邏輯IC。
  • CD4046
    CD4046
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    cD4046是通用的CMOS鎖相環(huán)集成電路,其特點(diǎn)是電源電壓范圍寬(為3V-18V),輸入阻抗高(約100MΩ),動(dòng)態(tài)功耗小,在中心頻率f0為10kHz下功耗僅為600μW,屬微功耗器件。本章主要介紹內(nèi)容有,CD4046的功能 cd4046鎖相環(huán)電路,CD4046無(wú)線發(fā)射,cd4046運(yùn)用,cd4046鎖相環(huán)電路圖。
  • COMSOL
    COMSOL
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    COMSOL集團(tuán)是全球多物理場(chǎng)建模解決方案的提倡者與領(lǐng)導(dǎo)者。憑借創(chuàng)新的團(tuán)隊(duì)、協(xié)作的文化、前沿的技術(shù)、出色的產(chǎn)品,這家高科技工程軟件公司正飛速發(fā)展,并有望成為行業(yè)領(lǐng)袖。其旗艦產(chǎn)品COMSOL Multiphysics 使工程師和科學(xué)家們可以通過(guò)模擬,賦予設(shè)計(jì)理念以生命。
  • 加速度傳感器
    加速度傳感器
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    加速度傳感器是一種能夠測(cè)量加速度的傳感器。通常由質(zhì)量塊、阻尼器、彈性元件、敏感元件和適調(diào)電路等部分組成。
  • 聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
    聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
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  • 服務(wù)機(jī)器人
    服務(wù)機(jī)器人
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    服務(wù)機(jī)器人是機(jī)器人家族中的一個(gè)年輕成員,到目前為止尚沒有一個(gè)嚴(yán)格的定義。不同國(guó)家對(duì)服務(wù)機(jī)器人的認(rèn)識(shí)不同。
  • 四軸飛行器
    四軸飛行器
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    四軸飛行器,又稱四旋翼飛行器、四旋翼直升機(jī),簡(jiǎn)稱四軸、四旋翼。這四軸飛行器(Quadrotor)是一種多旋翼飛行器。四軸飛行器的四個(gè)螺旋槳都是電機(jī)直連的簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu),十字形的布局允許飛行器通過(guò)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速獲得旋轉(zhuǎn)機(jī)身的力,從而調(diào)整自身姿態(tài)。具體的技術(shù)細(xì)節(jié)在“基本運(yùn)動(dòng)原理”中講述。
  • 基站測(cè)試
    基站測(cè)試
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    802.11ac與11基站測(cè)試(base station tests) 在基站設(shè)備安裝完畢后,對(duì)基站設(shè)備電氣性能所進(jìn)行的測(cè)量。n的區(qū)別,802.11n無(wú)線網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng),802.11n怎么安裝。
  • TMS320F28335
    TMS320F28335
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    TMS320F28335是一款TI高性能TMS320C28x系列32位浮點(diǎn)DSP處理器
  • 靜電防護(hù)
    靜電防護(hù)
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    為防止靜電積累所引起的人身電擊、火災(zāi)和爆炸、電子器件失效和損壞,以及對(duì)生產(chǎn)的不良影響而采取的防范措施。其防范原則主要是抑制靜電的產(chǎn)生,加速靜電泄漏,進(jìn)行靜電中和等。
  • SDK
    SDK
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      SDK一般指軟件開發(fā)工具包,軟件開發(fā)工具包一般都是一些軟件工程師為特定的軟件包、軟件框架、硬件平臺(tái)、操作系統(tǒng)等建立應(yīng)用軟件時(shí)的開發(fā)工具的集合。軟件開發(fā)工具廣義上指輔助開發(fā)某一類軟件的相關(guān)文檔、范例和工具的集合。
  • OBD
    OBD
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    OBD是英文On-Board Diagnostic的縮寫,中文翻譯為“車載診斷系統(tǒng)”。這個(gè)系統(tǒng)隨時(shí)監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況和尾氣后處理系統(tǒng)的工作狀態(tài),一旦發(fā)現(xiàn)有可能引起排放超標(biāo)的情況,會(huì)馬上發(fā)出警示。
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