一种五段S曲线加减速算法的研究

加减速控制是运动控制系统关键技术之一。加速度是不连续的线性加速和减速,它是影响运动控制系统的重要因素。加减速指数算法具有较强的跟踪能力,但在更高的速度时,稳定性会很弱。这个问题可以通过常规的S形曲线加减速的方法来解决,但S形曲线加减速太复杂。因此,提出了一种新的S曲线的加减速。提出的五个阶段S曲线加减速算法满足实际多轴运动控制器的要求。该算法有五个运动阶段:加加速阶段,减加速阶段,恒速阶段,加减速阶段和减减速阶段。在起点和终点的速度都是零,并且加加速度时绝对最大值J。分析表明:加速度曲线算法是一条连续的曲线,它表示时间和速度之间的连续关系,可以平稳的得到速度和加速度。     

基于STM32的步进电机速度控制方法研究与实现

在机器人电机控制过程中,发现带载情况下如果电机起步速度过快会导致电机堵转问题,很需要一种可以实现电机匀加速的精确控制方法。本文借助于STM32F103,通过其I/O口输出矩形波脉冲序列的方式控制步进电机驱动器或伺服驱动器,从而实现对步进电机的位置和速度控制。通过修改定时器值实现梯形加减速轨迹,使步进电机运行具有较好加减速性能。另外,由于STM32F103芯片具有多路定时器,可以通过配置多路定时器输出多路不同频率的脉冲信号,实现对机器人多轴(多个电机)的控制。该方法对于机器人嵌入式步进电机控制器的开发具有很好的参考价值。     

步进电机在光电跟踪照射系统中的优化控制

通过对步进电机加减速曲线的理论分析和相关实验研究,利用高低速的时钟切换提高控制精度,采用定时步进法,定时器变频中断来实现步进电机不失步升降速,提出一种基于微控制器的简化后的指数型加减速曲线控制方法。该方案既可以提高加减速快速性,又可以保证系统的定位精度,并在光电跟踪照射系统中表现出了良好的性能。系统具有体积小、成本低、控制灵活的特点。     

基于指数型曲线的步进电动机升降速控制方法

传统的速度控制策略是匀加减速控制,无法使步进电动机的速度平稳地过渡到稳速运行状态,因而不适用于动态性能要求较严格的场合;传统的控制器件多采用单片机,由于单片机是一种非并行执行的器件,各信号之间的同步性将受到一定的影响,软件编程实现速度控制也较为繁琐。针对上述问题,文章在指数型加减速曲线的速度控制理论的基础上,基于CPLD器件提出了一种脉冲连续可调的步进电动机升降速控制方法,详细介绍了该方法的具体实现。实际应用表明,脉冲连续可调的软件产生方法与硬件CPLD的有机结合,较好地实现了步进电动机的升降速控制,避免了失步与过冲现象,节省了硬件资源。     

步进电机加减速控制技术研究

文章主要介绍了步进电机加减速控制技术,分析了步进电机短距离加减速控制的特殊性,提出了加减速控制方案,同时也分析了整机运行过程中产生的共振现象及其解决方法。     

混合步进电机的模糊控制研究

步进电机是非线性、时变、滞后的控制对象,容易受到环境因素的干扰,使得它在工业中的应用受到限制。为了提高两相混合步进电机的控制性能,论文结合模糊PID控制算法形成闭环控制,能够在线整定PID参数,改进了步进电机的控制方式以达到精确控制电机的目的,通过MATLAB仿真软件验证了该控制方法的精确性,并将该研究应用于柱塞式微量计量泵控制系统。     

多路径段平滑过渡的自适应前瞻位姿插补算法

任务空间多路径段平滑过渡可提高工业机器人的运动速度.在非对称S曲线加减速控制的路径长度约束下,以给定速度不为零的路径衔接点和半径调节参数为基准,根据路径段的长度变化,自适应前瞻规划出路径段间最优衔接速度,并在相邻路径段间采用圆弧进行平滑过渡,路径段全程采用非对称S曲线加减速控制.为提高算法的通用性,根据S曲线加减速区段函数的特点,对加速和减速区段函数进行优化.在6自由度工业机器人实时控制系统平台上进行实验验证,结果表明,与传统加减速控制算法相比,该前瞻算法的作业执行效率可提高22.03%以上,并可实现多路径段间速度的平滑过渡和轨迹的修形.     

数控机床上下料机器人运动控制轨迹优化研究

运动轨迹优化是工业机器人研究的一个重要领域.七段S型曲线是从传统的梯形加减速算法基础上发展而来的,尽管S型速度曲线控制算法提高了加减速过程中的稳定性,使运动过程中的速度变化连续,有较好的平滑性,但其加加速度仍存在阶跃变化问题,导致加速度存在明显的拐点,容易造成机器人在运动过程中发生冲击或振动.在上述研究的基础上,将多项式速度曲线控制算法与S型速度曲线控制算法相结合,提出了一种改进的S型速度曲线控制算法,通过优化加加速度,使其速度、加速度连续变化,曲线平滑性更好.在新代机械手臂控制系统下,对改进后S型速度曲线控制算法进行试验,证明所提出的算法在加减速过程中能够获得更加平滑的速度和加速度.     

步进电机加减速曲线优化设计与仿真

加减速算法在步进电机开环控制系统中发挥着关键作用,传统梯形、抛物线形加减速算法由于在加减速过程的起点或者终点存在加速度突变,易给电机运行带来冲击。针对上述问题,设计了一种基于正弦函数的新型S形加减速算法,此算法更加符合电机转矩特性,并依据两相混合式步进电动机的数学模型以及细分驱动原理,在MATLAB仿真环境下搭建了步进电机开环控制模型。仿真结果表明,该算法能够保证电机运行过程中加速度的连续变化,减轻了步进电动机柔性冲击,提高了电机的控制精度和运行稳定性。     

用于花式纺纱机的多通道电机控制系统设计

针对传统纺纱机的分梳辊、罗拉等工作部件因无法实时调节速度造成成品纱线粗细不均、断线等问题,以步进电机作为纺纱机的主要工作部件,设计了基于FPGA的多通道电机控制系统,并在硬件平台上加以验证。在程序中设置多个寄存器存放当前所有电机的给定速度、实际速度等信息,以增量式光电码盘实时检测电机转速并传输给FPGA,运用S曲线算法控制电机速度自动调节至给定值,最终在液晶屏幕上显示调节后的电机速度和档位。实验结果表明,S形速度曲线更符合步进电机的加减速特征,能够缩短电机达到所需速度的工作时间,且其硬件平台易于搭接,控制精度高,操作简易。