基于S曲线加减速算法的轮椅手柄操纵控制方法研究

针对电动爬楼轮椅启停速度变化不连续,电机冲击大,运动控制不灵活的问题,给出了DSP2812和S曲线加减速算法相结合的控制方法。以DSP2812为控制核心,对电机的转速和脉冲频率进行规划,研究启停时加速度和速度的变化情况。将手柄输出以不同区域的形式进行划分,每个区域对应一种运动状态,明确速度和方向的信息。测试结果表明：S曲线加减速算法保证了轮椅启停时加速度连续,速度平滑变化,有效地避免电机产生较大的冲击,手柄灵活准确地操纵轮椅运动。     

多项式加减速控制方法研究

传统梯形加减速和指数加减速方法加速度变化不连续,机床运动存在柔性冲击;S形曲线加减速方法加加速度阶跃变化,机床柔性受到限制.针对上述问题,提出了一种多项式加减速控制方法,该方法保证加速度和加加速度连续变化,使数控系统具有较高的加减速柔性.介绍了该加减速控制方法的数学算法,并对其速度规划过程进行了讨论.通过仿真验证了所提加减速控制方法的优越性.     

S曲线加减速控制新方法的研究

直线加减速方法由于加速度不连续易造成冲击,传统的S曲线加减速实现方法可克服这一不足,但分段较多,程序实现较复杂。针对上述问题,提出了S曲线加减速控制的新方法,将加减速过程划分为五个阶段,并给出其加加速度、加速度、速度、位移的计算表达式,根据路径段长度进一步建立了S曲线加减速控制算法。仿真结果表明,该方法能保证速度、加速度的连续,有效提高了系统的柔性,同时简化了算法的实现。     

基于四阶S曲线加减速的NURBS曲线插补算法

为提高NURBS曲线插补的运动平滑性，提出一种基于四阶S曲线加减速的NURBS曲线插补算法。该算法通过使用四阶S曲线加减速求解NURBS曲线节点上的速度，首先分析最大速度、最大加速度和最大加加速度的可达性，同时考虑非对称四阶S曲线加减速模型，并对较短弧长的采用二分法寻找实际最大速度，规划出31种速度曲线类型，然后根据NURBS曲线参数和约束条件生成对应的速度曲线。仿真结果表明，与三阶S曲线加减速控制的NURBS曲线插补算法相比，所提算法的插补精度更高，加速度曲线光滑且加加速度曲线连续无突变，降低其运动过程中的柔性冲击。     

基于牙科CT转台的新型S形加减速算法

牙科CT在拍摄X片时,牙科CT转台需要频繁启停。为了实现电机启停平稳、无冲击,通过对各种加减速算法的了解,提出一种新型的5段S形加减速算法,并将此算法应用到牙科CT机转台中。通过对加减速算法分析,简化了加减速算法,并仿真验证了该算法的正确性。通过对该算法和传统S形加减速算法进行对比试验,证明该算法不仅可以实现速度的高度平滑,而且转台运转时振荡很小。     

一种改进四次S曲线的加减速算法研究

传统数控机床中电机的运动控制采用梯形加减速、三次S形加减速控制算法,使得加速度和加加速度不连续,易对电机产生柔性冲击。采用四次S形加减速控制算法时,因计算繁琐,时间复杂度高,使得加工运行时间长。为改善这一状况,提出一种新的四次S形加减速控制算法并进行验证。结果表明:该算法能有效减少加工时间,降低加工中的柔性冲击,提高电机工作效率,延长电机的寿命和提升加工零件的质量。     

多项式加减速的NURBS插补控制方法

针对S曲线加减速方法中的加加速度(Jerk)阶跃变化,导致机床系统在运动过程中冲击和振动等问题,提出了多项式5段加减速的NURBS插补控制方法。该方法采用辛普森自适应积分方法计算曲线长度,并以最大向心加速度、最大弓高误差作为约束条件,将曲线自适应分段。计算出分段曲线各项参数值,对应于多项式加减速规划中的加减速类型和确定加减速时间。在相同插补周期下,与S曲线5段加减速控制方法进行仿真实验对比,结果表明所提方法满足了最大弓高误差、加加速度等限制条件,且规划后的加速度和加加速度曲线连续有规则变化,速度和加速度曲线表现更柔和,使得机床系统有良好的加减速柔性。     

高速精密双列陶瓷滚子轴承试验机控制系统设计

针对高速精密双列陶瓷滚子轴承试验机的研发需求,设计了该试验机的控制系统。该系统包括PLC控制单元、传感器单元、人机交互界面等,具有自动计算、存储、打印数据的功能。利用PID控制原理,采用五阶段S曲线算法对电主轴转速的加速度变化量进行控制,实现对电主轴启动、停止以及加减速阶段的精确控制;利用触摸屏动态显示试验数据的同时采用曲线形式直观显示。结果表明:电机启停无冲击,且控制精度高、动态性能好、运行稳定,完全满足轴承的试验要求。     

基于NURBS曲线插补的五段S曲线加减速控制方法研究

为满足非均匀有理B样条曲线高速高精度插补加工的需要,针对目前参数曲线插补加减速控制方法的不足,常规直线加减速方法存在冲击,七段S曲线加减速方法算法复杂等问题,提出了基于NURBS曲线插补的五段S曲线加减速控制方法.该方法将高速加工中容易超限的弓高误差和机床所能承受的法向加速度等参数均考虑在内,而且合理地解决了插补前加减速控制中的减速点预测困难的问题.仿真结果表明,该方法能够保证加速度的连续,速度的平滑过渡,有效提高了系统的柔性,简化了算法.     

三角函数S曲线在芯片TMS320F2812上的实现

加减速控制是开发数控系统的一个重要环节,高效的加减速控制算法不但可以避免机床在启动和停止时出现的冲击、超调和振动现象,并且可以提高加工效率和加工精度.为达此目的,采用基于定点DSP芯片TMS320F2812的三角函数实现了S曲线的控制算法.实验结果表明,此算法比三次多项式算法更能提高系统运行的平稳性和控制的精确度.     

一种新型的Jerk连续加减速控制方法研究

传统数控加工中加减速控制采用直线加减速方法和指数加减速方法但加速度都存在突变,使机床产生柔性冲击,现国内外一些先进的CNC系统采用S形曲线加减速方法,但S曲线实际上可看作是分段的多项式形式,其加加速度是分段恒定的,存在的不连续点使加加速度在某时刻突变,仍会导致机床整个运动中存在冲击和振动.为此提出一种基于加加速度控制的加减速控制方法,采用限制加加速值,并利用滤波器对加速度进行光滑处理来减少加工中由于加加速突变而产生的机床振动,进而实现高表面质量加工,同时又能达到机床良好的加减速性能.     

减少冲击的五段S曲线加减速新算法研究

以减少机床冲击为目的,提出一种以最大加速度为参量的五阶段S曲线加减速控制新算法。采用解析式对短轨迹代码加工时的最大速度进行分析和重算,并针对重算最大速度时可能出现加加速度过大的情况,提出一种快速求解的带可调参数的迭代算法对加加速度进行限制,以降低加速度变化率。仿真结果表明:该算法参量少,易于编程实现,确定合适的可调参数值可大大减少算法迭代次数,快速限制加加速度值,避免加速度发生突变,保证速度在加工过程中平滑变化,有效地提高了系统的柔性。     

用于电火花加工抬刀运动的速度规划算法

电火花加工时,通过采用周期性的抬刀运动来降低放电间隙中的蚀除物浓度,能在改进有效放电率的同时提高加工的稳定性。目前用于电火花加工抬刀运动的速度规划算法,如常数加加速度S形曲线速度规划,其加加速度变化是不连续的,常数加加速度由于阶跃变化会引起机床的冲击和振动,使放电间隙状态变得不稳定,从而导致加工的不稳定。提出了一种用于抬刀运动的连续加加速度的速度规划算法,根据抬刀最大速度、抬刀高度及机床Z轴允许的最大加加速度进行基于连续加加速度的速度规划。通过对该速度规划算法进行的加工比较验证实验可知,运用该速度规划方法可在保证加工效率的基础上,更好地减少对机床的冲击和振动,使加工过程更稳定。     

基于多项式的S曲线加减速运动控制算法构建

加减速运动控制算法性能直接影响数控机床、机器人等控制系统的运动效率、运动精度和运动的平稳性。提出由目标需求构建S形曲线的思路,并针对常见的七段、五段S形曲线加减速控制算法存在的问题,构建一种以五次多项式为基础的三段S形曲线加减速控制算法。该运动控制算法简化了传统S形加减速控制算法,其加速度、速度、位移曲线连续可导,运动平稳、无冲击,加速、减速运动效率高。通过MATLAB仿真和螺孔阵列加工试验证明,该算法比传统S形加减速控制算法在加速、减速过程具有更高的运动效率和平稳性。     

基于三次多项式加减速的NURBS插补前瞻控制算法

为实现数控加工中进给速度、加速度的平滑过渡,减少加加速度急剧变化时机床的振动,提出了一种三次多项式加减速的NURBS曲线前瞻插补算法,该算法包括预处理、前瞻和实时插补。预处理时根据曲线曲率变化找到速度敏感点,然后根据速度敏感点对曲线分段,确定速度敏感点处的最优速度。前瞻时利用三次多项式型加减速对前瞻路径进行规划,防止速度的急剧变化,从而满足机床的加减速性能。仿真实验表明,该算法能够实现曲线的速度、加速度的平滑过渡并减少了加加速度突变次数。     

基于函数逼近的三角函数加减速方法

针对NC系统传统的直线、指数加减速存在冲击、S曲线加减速过程计算复杂的特点，提出了基于函数逼近的三角函数加减速策略。采用逼近误差小、收敛速度快的契比雪夫多项式对加速度正弦函数二阶展开，速度、加减速区间长度等参数则直接利用基于二阶多项式的加速度求解，避免了函数逼近误差对参数计算的影响。新方法保证了加速度和加加速度的平稳变化，同时算法简单，工程实用性好。     

S曲线加减速算法研究

S曲线加减速是高档CNC系统中的一项重要功能。本文对S曲线加速度算法进行了深入的研究，给出了加加速度、加速度、速度、位移的计算通式，并对各种情况进行了讨论，通过一个计算实例表明，本文所给出的S曲线加减速算法克服了传统加减速算法中的缺点，速度在变化过程中十分平滑，是一种适合于高速切削的柔性加减速算法。     

基于路径夹角的加加速度可变前瞻算法研究

为提升数控系统中连续轨迹插补算法加减速的柔性控制,针对两段轨迹衔过渡问题,提出一种基于路径夹角的加加速度可变(Variable Jerk, VJ)前瞻算法。首先,根据四象限中上一段轨迹末点速度矢量与下一段起点速度矢量取值范围推导出相邻轨迹段衔接角计算公式;其次,采用正矢函数对路径夹角与轨迹段加加速度的映射;最终实现对轨迹段加加速度值的单独设定。以S曲线为例通过仿真验证所提出的路径夹角与加加速度前瞻控制策略,测试结果表明该算法能够有效设定不同路径夹角下,每段轨迹的加加速度值,保证进给速度并减少系统加减速冲击,提高运动控制系统柔性。     

步进电机短位移高响应加减速控制方法研究

通过对控制步进电机常采用的加减速算法进行深入研究,得到一种只需给定位移量和运行时间即可实现短位移高响应的S型曲线加减速控制算法;提出了一种基于PLC的速度曲线离散化方法,利用对PLC在线编程改变S型曲线的参数,从而实现PLC直接控制步进电机完成S型曲线加减速控制。现场应用表明,该控制算法响应速度快,控制方法简单有效,稳定可靠。     

基于圆整误差补偿策略的S曲线加减速控制研究与实现

深入分析了S曲线加减速基本公式,给出了其加加速度、加速度、速度、位移之间的解析关系.在此基础之上,提出了一种基于圆整误差补偿策略的改进型S曲线加减速控制算法,该算法逐段对S曲线进行修正,减少由于量化误差带来的影响,算法同时考虑到多曲线段存在情况下的速度融合模式下的控制问题.给出了算法数学模型和数值仿真结果.对算法进行实验验证,并给出了具体工件实际加工结果.