一种加加速度连续的加减速算法研究

为了对数控运动的高平稳加减速控制,通过分析比较传统加减速的特点,设计了一种加加速度连续的新型高平稳加减速算法.为发挥正弦加减速的高平稳优势,采用切比雪夫多项式逼近正弦函数,构造连续的加加速度方程,得到完整的加减速控制算法,具有加加速度连续的特点,运动平稳性优于S形加减速,计算复杂度优于正弦加减速.给出该算法与正弦加减速...     

一种S形曲线加减速计算方法

介绍了一种实用的S形曲线加减速的计算方法.实践证明该方法简单可靠.     

一种实时前瞻的NURBS曲线加减速控制方法

结合NURBS曲线加减速机制,依据插补精度与进给速度的关系,提出了一种实时前瞻的NURBS曲线加减速控制方法。在保证给定弓高误差的基础上,通过对速度尖点的划分,将NURBS曲线划分为若干段,并对各个分段进行相应的速度规划处理。在速度规划过程中,选择相应的加减速曲线,重新计算并修正加减速时间段,得到相应的速度和加加速度,从而得到平滑的速度过渡曲线。通过仿真比较,验证了所提出的实时前瞻的五段S曲线加减速控制算法的正确性、有效性和实时性。     

基于S型加减速的自适应前瞻NURBS曲线插补算法

为实现加工过程中进给速度和加速度的平滑过渡,减小其突变时对机床的冲击,更好地保证加工精度,提出一种基于S型加减速的前瞻自适应非均匀有理B样条曲线插补算法.该算法根据弓高误差的要求,确定出各插补点的自适应进给速度及位置参数,然后找出速度改变点及其等速区间.为避免相邻速度改变点间加减速过程的互相影响,分别在插补前瞻距离和预前瞻距离内,根据设备允许的最大加速度、加加速度以及S型加减速算法对各速度改变点参数进行分析,筛选出决定加减速过程的关键点,再进行S型加减速控制,使进给速度和加速度得以平滑过渡,从而满足机床加减速能力的要求.仿真结果表明,该算法能够满足高速高精度的要求,验证了其可行性.     

加工正弦函数曲线轮廓的插补计算精度分析与编程

对于加工正弦函数曲线轮廓,一般要采用直线段逼近或圆弧段逼近的方法来实现加工。本文从逼近节点的计算和逼近的误差对比角度出发,分析了逼近方法及编程。     

正矢曲线加减速加加加速度连续算法研究

针对传统的加减速算法如S型曲线加加速度不连续、正弦型曲线加加加速度(snap)不连续导致进给过程中存在柔性冲击等问题,提出snap连续的全类型非对称七段式正矢曲线加减速控制算法。通过利用系统最优机械性能,分析最大加、减速度和最大速度的可达性,规划17种速度曲线类型;针对给定轨迹段长度小于系统从起点速度运动到终点速度所需最短轨迹段长的问题,给出该算法下基于给定轨迹段长约束的起点速度和终点速度的可达性校验方法,同时采用盛金公式修正起点速度和终点速度。在自主开发的多轴运动控制器验证所提出的snap连续的全类型非对称七段式正矢曲线加减速控制算法。实验结果表明:在保证snap连续以提高系统柔性及最大加、减速度和最大速度不超限情况下,该算法可规划出17种速度曲线类型;在给定轨迹段长度较短系统无法从起点速度运动到终点速度的情形下,该算法解决起点速度和终点速度的可达性校验及修正问题。     

一种适用于前瞻的高精度7段式非对称S曲线加减速控制

提出采用一种7段式非对称S曲线加减速控制方法,根据轨迹段的特征推导和规划实际应用中可能出现的8种类型加速度曲线。考虑到工程应用中离散实现上述算法时存在精度损失,提出插补时间圆整和插补点参数内部整数计算方法的精度控制策略以满足高精度的控制要求。基于浮点双精度型TI DSP67系列芯片的控制器硬件平台,对所提出的加减速控制方法和精度控制策略进行实验验证。实验结果表明:该算法能够有效规划8种类型的加减速曲线,并且根据精度控制策略得到的轨迹位置计算精度能达到0.01μm。     

参数曲线柔性加减速前瞻控制算法

针对参数曲线插补的特点,使用S形加减速和三角函数加减速相结合的柔性加减速方法对参数曲线的插补路径进行前瞻控制。在规划前瞻速度过程中,首先根据加工曲线的曲率变化自适应地将前瞻距离分为曲率上升段和曲率下降段。在对前瞻路径进行S形加减速规划时,遇到路径上曲率频繁变化段,为了减小计算量,采用三角函数加减速的方法对速度进行重新规划。这样,在满足机床加减速要求的同时降低了系统计算负荷。仿真结果和实例表明,该算法能够适应复杂曲线的变化,满足高速高精度插补的要求。     

数控系统中S型曲线加减速控制算法研究

为了解决数控系统中S型加减速算法解析式方法缺乏的问题,提出一种7段式S型曲线加减速控制算法。该算法将所有7段式S型曲线可能出现的情况归纳为11个一元多次方程,再利用求根公式得到加减速时间。自主研发一种多轴运动控制卡,验证了7段式S型曲线加减速控制算法的所有情况。验证结果表明：该算法简单有效、运行稳定,能够满足高速高精度数控要求。     

基于五次位移加减速的NURBS实时插补技术研究

在总结目前各种插补技术和加减速控制方法的基础上,推导出了一种高效稳定的插补算法和高柔性五次位移加减速控制方法。该加减速控制方法具有三角函数加减速的优点,柔性好,实现过程比较容易,同时它比三角函数占用机时更少。仿真结果表明,在保证加工精度的前提下,提高了机床的插补效率和加工柔性。     

基于连续捷度的进给速度规划算法研究

针对大多数S形速度规划,常数捷度由于阶跃变化会引起机床的冲击和振动,给出了基于连续捷度的进给速度规划算法。首先对加工轨迹分段,然后根据每一段的距离、起始速度和终点速度进行基于连续捷度的速度规划。加加速与减加速阶段、加减速与减减速阶段的时间分别相等,且关于捷度、加速度和速度的表达式也相同。这种速度规划解析表达式简单,计算效率高,能满足实时性要求。最后通过仿真试验验证了该速度规划算法的有效性。     

NURBS曲线S形加减速双向寻优插补算法研究

由于非均匀有理B样条(Non-uniform rational B-splines,NURBS)曲线的弧长与参数之间无精确解析关系,并且进给速度总是受到非线性变化的曲线曲率的约束,因此基于S形加减速进行NURBS曲线插补时,减速点难以准确预测。传统算法通常是沿曲线单方向插补,不仅未考虑曲率对进给速度的持续限制,而且加减速分类与计算公式复杂。为此,提出运动路程未知情况下不依赖于弧长精确计算的正向和反向同步加速的插补新算法,实时动态地求解曲线段内最大进给速度和正反向插补会合点,从而实现处处满足全部速度约束条件的最优插补。该算法无需求解高次方程与繁琐的加减速模式分类,并可保证以确定的速度通过曲率极值点和曲线终点。通过两个插补实例证明算法简明高效,适应性好,能够满足高速高精度数控要求。     

数控加工中加减速控制曲线的研究

在分析了数控系统中直线形、三角函数形、指数形、S形、直线加抛物线形加减速控制曲线的基础上,对这几种控制方法各自的优缺点及适用场合进行了比较,并着重讨论了S曲线加减速算法。     

三次S曲线加减速算法研究

针对直线加减速和指数加减速算法中加速度不连续,易对机床产生冲击的问题,提出了一种三次S曲线加减速算法,给出了相应的加加速度、加速度、速度和位移的计算表达式。利用最优化原理,对加减速控制中可能出现的各种情况进行了速度规划。仿真结果表明:该算法能保证加速度和加加速度的平稳变化,避免产生大的冲击,提高了数控系统的运动稳定性;算法简单智能,可根据路径长度自适应地重新规划速度,提高了加工效率。     

微段加工柔性加减速算法研究

提出了一种基于5阶段S型曲线柔性加减速的微段加工新方法,在保证加速度连续的条件下,无需对减速点进行判断,提高了加工效率。提出了两个微段自适应性加工模型。仿真和实验结果表明,在加工过程中,新方法提高了加工效率,且保证了加速度的连续,实现了柔性加工。     

参数限制快速求解S曲线加减速控制算法研究

利用等效的梯型加减速方法,通过参数限制求得系统的实际加速度和速度,避免了一般S型曲线加减速求解过程中的不足。该方法简单、实用,且具有加减速处理时间短、实时性强的特点。此算法已在新开发的基于NC指令解释的数控仿真系统上实现。     

数控系统S曲线加减速规划研究

在高速数控加工过程中,为避免机床在启动或停止时出现冲击、超调或振荡等现象,并提高加工效率和精度,提出S曲线加减速规划方法,根据轨迹段的特征,归纳出规划中可能出现的8种S曲线加减速方式。针对每种方式,采用解析式或者迭代法的方法,给出了详细的数学描述,并进行仿真求解。     

机器人加减速阶段的S曲线优化方法的研究

在分析S曲线控制方法的基础上,针对机器人在启动、停止的过程中出现加减速时间过长以及振动剧烈,从而导致机器人运动精度等问题,提出了一种具有时间最优和冲击最小的5阶S曲线。在保证机器人运动最大速度恒定前提下,以最少加减速时间和运动平滑性为优化指标,对改进5阶S曲线进行了设计。最后对改进S曲线进行仿真验证,仿真结果表明,现对于常规5阶曲线,经过优化后的5阶S曲线加速减速时间明显缩短,并且加速度曲线更加平滑。