NURBS曲线S形加减速双向寻优插补算法研究

作     者：罗福源 游有鹏 尹涓 LUO Fuyuan;YOU Youpeng;YIN Juan

作者机构：南京航空航天大学机电学院南京210016 南京航空航天大学金城学院南京211156 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2012年第48卷第5期

页      面：147-156页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 0835[工学-软件工程] 0701[理学-数学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金(50975144) 南京航空航天大学基本科研业务费(NJ2010030)资助项目 

主　　题：NURBS插补 加减速 运动控制 高速加工 

摘      要：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。