S形加减速算法前瞻处理研究

由于S形加减速算法的表达式是分段表达式且包括无理表达式,在应用S形加减速算法进行前瞻处理时出现了两个问题:1、方程表达式难以确定;2、需要求解无理方程.针对第一问题,提出一种仅需要少量计算和比较的方法.为了求解无理方程,本文提出使用拉格朗日逼近法构造二次方程来逼近无理方程,详细分析了逼近产生的误差并给出一种误差校正的方法.文中提出的方法在Matlab平台仿真实现,并已通过实际加工NURBS曲线验证可行.     

数控系统连续微段重构与插补算法

针对目前微段加工所采用的非重构微段加工方法中存在的因加工轨迹与设计曲线轮廓误差较大而产生的轮廓加工精度较低的问题,及因微段节点处速度方向不连续而导致的加工表面质量不高、加工过程机床振动较大的问题,在计算机数控(computerized numerical control,CNC)中采用实时曲线重构与插补算法进行连续微段加工以实现对复杂曲面的高速高精度加工.微段插补技术包括样条曲线的实时重构及递推插补算法,及建立满足插补过程中加减速要求的且可以直接递推的插补样条曲线的重构条件.应用微段曲线重构技术进行的样件数控加工实验中,在保证曲线轮廓加工精度达到微米级精度的同时,加工速度提高了2～2.4倍.实验结果表明,实时曲线重构微段加工不仅可以实现在重构曲线的范围内只进行一次整体加减速的速度规划,提高加工效率,而且加工轨迹的进给速率的衔接平滑、轨迹光滑、表面质量好,并且利用重构的可以直接递推插补的样条曲线,有效解决了复杂算法加工过程中精度与运算速度的矛盾,提高了加工精度.     

数控系统连续微段重构与插补算法研究

针对目前微段加工研究中采用的非重构微段加工方法存在的加工轨迹与设计曲线轮廓误差较大,轮廓加工精度较低,及微段节点处速度方向不连续,因此加工表面质量不高,加工过程机床振动较大的问题。在计算机数控（Computerized Numerical Control,CNC）中采用实时曲线重构与插补算法进行连续微段加工以实现对曲面的高速高精度加工。微段插补技术包括样条曲线的实时重构及递推插补算法,及建立满足加减速要求的可以直接递推的插补样条曲线的重构条件。应用微段曲线重构技术进行的样件数控加工实验中,在保证曲线轮廓加工精度达到um级精度的同时,加工速度提高了2~2.4倍。实验结果表明,实时曲线重构微段加工不仅可以实现在重构曲线的范围内进行整体加减速速度规划,提高加工效率,而且加工轨迹的进给速度的衔接平滑,轨迹光滑,表面质量好,并且利用重构的可以直接递推插补的样条曲线,有效解决了平衡了复杂算法加工过程中精度与运算速度的矛盾,提高了加工精度。     

多轨迹段平滑过渡的前瞻插补算法

针对轨迹规划时采用首尾速度为零的加减速控制方法中存在的频繁启停,以及末端执行器在插补过程中加速度过渡不平滑等问题,提出了一种基于非对称S形加减速控制的多轨迹段平滑过渡的前瞻插补算法.该算法在相邻轨迹段间采用圆弧模型对衔接拐角处平滑过渡,在给定轨迹衔接点坐标和过渡圆弧半径等参数的情况下,规划出衔接圆弧处的最优速度.对插补算法中归一化因子的求解,采用一种新型柔性加减速控制算法,该算法由余弦加减速曲线在直线形加减速曲线上拟合而成,减少了余弦加减速算法的运算量,保证了加速度控制的平稳性.试验结果表明,该算法可以实现多轨迹段衔接处的圆滑过渡,保证运动速度的平滑度与连续性,有效提升了末端执行器的运行效率.     

基于指数曲线加减速控制中减速点的判断与计算

详细分析了加减速控制中加减速过程可能出现的频率曲线,给出了减速点的预测方法.基于指数曲线加减速模型,推导了实现自动判断减速点的算法并将该算法应用于实际工程中.     

NURBS曲线参数插补的实时前瞻算法

针对引入自适应插补算法而使机床在进给过程中产生的进给速度突变,进给加速度超出机床最大允许值的问题进行了研究,提出了一种利用回溯和重插补的前瞻方法。当进入曲率敏感区域时,向前追溯已插补点,找到一个符合进给速度校验的点,从该点进行重新插补,将所得的插补速度代替之前自适应存储的速度,达到自行调整进给速度的目的,使得插补加速度在机床的允许范围内变化,保证机床平稳运行。仿真和实验结果验证了所提算法的有效性和实时性。     

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。     

步进电机三轴联动的快速加减速算法研究

加减速控制是数控系统的关键技术,对提高数控系统的精度及速度有重要的意义.提出了一种步进电机三轴联动的快速加减速算法--动态查表法,该算法结合DDA插补算法,可以用普通的单片机实现多种加减速曲线的运动控制,具有运算速度快、精度高等优点.     

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。     

S曲线加减速控制在FAO自动驾驶中的应用研究

针对目前城市轨道交通中乘客日益增多的舒适性诉求以及节能减排的需要,研究了 S曲线加减速控制方法,提出了基于S曲线加减速控制方法计算目标速度曲线的方法.基于该方法在FAO自动驾驶中进行了应用研究,结果表明采用该方法实现提高列车的舒适性,实现节能减排是正确的和可行的.     

On the Influence of Lookahead in Competitive Paging Algorithms

We introduce a new model of lookahead for on-line paging algorithms and study several algorithms using this model. A paging algorithm is n-line with strong lookahead l if it sees the present request and a sequence of future requests that contains l pairwise distinct pages. We show that strong lookahead has practical as well as theoretical importance and improves the competitive factors of on-line paging algorithms. This is the first model of lookahead having such properties. In addition to lower bounds we present a number of deterministic and randomized on-line paging algorithms with strong lookahead which are optimal or nearly optimal. Received April 8, 1994; revised May 15, 1995.     

在微机上实现数控铣床加工仿真

给出了在微机上实现数控铣床加工仿真的两种有效途径 .视向离散方法的主要思路是将毛坯和刀具进行离散 ,通过对离散后的数据结构进行一定操作来达到加工仿真的目的 ;三角片离散方法可以在仿真过程中不断地变换观察方式 ,而且仿真的结果能直接用于多种误差测量     

基于新型加减速曲线的多步进电机控制的研究

对于需要多个步进电机快速定位的系统来说,常规的控制算法在单片机控制系统中已不能满足需求.该文介绍了一种改进型的加减速曲线,通过和单片机系统的结合,在μC/OS-Ⅱ操作系统下,用来提升步进电机的升降速度和定位精度.通过实验测试,证明该方法非常有效,已成功应用于实际的工程项目中.     

基于运动控制的加减速阶段减振方法研究

运动控制系统起停时的振动抑制一直都是运动控制系统设计的难点.设计了一个二阶运动控制系统,研究实际工程中引起系统起停时振动的原因,发现在实际工程中,运动控制系统并不是关于电机的单输入系统,还有摩擦或者系统连接等引起的系统振动.由拉格朗日-欧拉方程建立系统运动微分模型,设置约束条件抑制系统起停时的振动,通过约束条件来规划S型加速度各段的参数值.仿真验证表明,算法保证了运动控制系统在起停时的振动为零,从而使所设计的控制算法提高了工作效率.所设计的算法计算量少,方便应用于各种简单的控制器设备中.     

连续小直线段高速高精插补中的动力学约束条件

针对连续小直线段高速高精插补算法中起始点和终止点的速度规划，建立了包含机床加减速性能、转接处误差控制、最大加速度以及机床负载功率等的速度约束条件．通过仿真实验得出：当连续小直线段间拐角较小时，机床加减速性能是影响加工效率和表面精度的最主要因素；当拐角增大到一定程度时，误差的限制成为约束速度提高的主要矛盾；当拐角较大时，机床的最大驱动力矩起到主要作用．     

进化算法中的模式定理及建筑块

探讨了进化算法中的模式定理及建筑块理论．通过引入模式进化、模式进化能力、适度模式等概念，以标准遗传算法为例，证明了在变异算子独立的条件下，进化算法中模式的构成与多点交叉和变异的顺序无关，然后证明了具有强进化能力的模式，将以指数阶增长．该文的模式理论有别于Holland等人提出的模式理论，特别是在交叉算子上采用了多点交叉算子，给出了相应的公式；并从这一推导过程论证了建筑块假设的合理性，可以称之为建筑块理论．