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S形加减速的嵌套式前瞻快速算法

航空学报 2010年第4期31卷 842-851页

作者：何均游有鹏陈浩王化明南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室江苏南京210016

前瞻处理功能是现代数控系统的标志性功能之一,前瞻算法设计直接关系到数控机床的加工效率和运动平稳性。针对目前广泛研究的S形加减速前瞻算法复杂、难以满足实时性要求的问题,从工程实现的角度设计了嵌套式自适应前瞻算法。依据S形加... 详细信息

前瞻处理功能是现代数控系统的标志性功能之一,前瞻算法设计直接关系到数控机床的加工效率和运动平稳性。针对目前广泛研究的S形加减速前瞻算法复杂、难以满足实时性要求的问题,从工程实现的角度设计了嵌套式自适应前瞻算法。依据S形加减速曲线的对称性建立了速度规划模型,通过对加速度等效曲线逼近提高了模型求解效率,给出了S形速度规划曲线构造和校验两主要运算阶段的解析解。以连续短直线加工为例,给出了完整的嵌套式快速前瞻算法和实例加工验证。实验结果表明,所提出的算法能获得全局最优运动效率,计算量不足传统方法的30%,结果精确,耗时稳定,能满足现代数控系统甚至是高速高精度数控系统对前瞻处理的实时性要求。给出的解析结果对S形加减速模型的求解有通用意义,可适用于连续短直线、二次曲线以及非均匀有理B样条曲线(NURBS)等参数曲线的S形加减速前瞻速度规划。

关键词：前瞻算法速度控制加减速控制柔性加减速数控系统

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插补前加减速运动时间周期化等效变换算法

中国机械工程 2014年第24期25卷 3320-3325页

作者：尹涓罗福源南京航空航天大学金城学院南京211156 南京航空航天大学南京210016

针对数控系统插补前加减速控制计算得到的运动时间不是插补周期的整数倍的问题,提出了基于连续时间速度曲线与位移等效变换原理,生成满足插补周期整数倍特征的周期化离散速度曲线的方法,并以梯形加减速为例,详细推导了起止速度为任意正... 详细信息

针对数控系统插补前加减速控制计算得到的运动时间不是插补周期的整数倍的问题,提出了基于连续时间速度曲线与位移等效变换原理,生成满足插补周期整数倍特征的周期化离散速度曲线的方法,并以梯形加减速为例,详细推导了起止速度为任意正实数情况下不同加减速阶段的各个插补周期的进给速度计算公式。该方法无需改变插补周期,易于与传统伺服运动控制系统兼容。插补实例表明,提出的方法能够生成匀速运动速度严格等于指令速度的速度曲线,保证以指定的速度通过线段终点,且具有较高的运动效率与插补精度。

关键词：加减速控制插补周期位移等效变换速度曲线

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步进电机加减速的S曲线控制

科技创新与应用 2016年第12期6卷 121-121页

作者：章艇南京理工大学自动化学院江苏南京210094

为了满足柔性加工的要求,在控制电机运行时要保证电机在加减速时保持输出力矩的连续,文章采用了S曲线的方法来控制步进电机加减速,使电机保证加速度的连续,从而保证输出力矩的连续。

关键词： S曲线加减速控制步进电机

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三次多项式加减速算法的应用研究

制造技术与机床 2021年第1期 119-123页

作者：符爱周韩震宇葛伊伦四川大学机械工程学院四川成都610065

为减少加工过程中速度突变对加工精度和效率的影响,数控系统应具有速度控制的功能。采用三次多项式加减速控制方法,并结合时间分割法插补原理,给出了直线段、圆弧段以及两者间的过渡轨迹的详细加减速控制算法,并提供了微小线段的加减速... 详细信息

为减少加工过程中速度突变对加工精度和效率的影响,数控系统应具有速度控制的功能。采用三次多项式加减速控制方法,并结合时间分割法插补原理,给出了直线段、圆弧段以及两者间的过渡轨迹的详细加减速控制算法,并提供了微小线段的加减速控制策略。文中提及的算法应用在笔者参与研发的桌面型开放式数控车床上,可以保证进给速度的柔性变化,从而验证了算法的可行性。

关键词：三次多项式加减速控制常规轨迹开放式数控系统

基于STM32的步进电机加减速轨迹规划算法

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浙江工业大学学报 2024年第4期52卷 465-472页

作者：徐建明徐金辉浙江工业大学信息工程学院浙江杭州310023

针对传统步进电机开环控制下加减速过程中柔性冲击大、失步和过冲等问题,结合STM32单片机提出了一种离散化的、带有电流调节的S曲线加减速控制算法。首先,通过多项式算法构建连续光滑的S曲线,根据矩频特性拟合转速和转矩的关系,联立转... 详细信息

针对传统步进电机开环控制下加减速过程中柔性冲击大、失步和过冲等问题,结合STM32单片机提出了一种离散化的、带有电流调节的S曲线加减速控制算法。首先,通过多项式算法构建连续光滑的S曲线,根据矩频特性拟合转速和转矩的关系,联立转速和功率的关系,推导出电流计算方法;然后,对连续的S曲线进行等时间间隔采样,完成对S曲线的离散化;最后,在Keil平台进行算法代码编写,将编译后的工程文件下载到STM32中,通过步进电机的速度和位置跟踪实验验证了算法的有效性。

关键词：步进电机 S曲线加减速控制

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减少冲击的五段S曲线加减速新算法研究

机床与液压 2016年第17期44卷 93-97页

作者：倪晓伟刘建群许东伟高伟强广东工业大学机电工程学院广东广州510006

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... 详细信息

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。

关键词：加减速控制五段S曲线加加速度限制减少冲击

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CNC系统S型曲线加减速算法的设计与实现

制造技术与机床 2005年第3期 55-59页

作者：黄艳李家霁于东彭健钧中国科学院沈阳计算技术研究所辽宁沈阳110004

加减速控制是CNC系统开发的关键技术之一。传统的加减速算法在加减速阶段的起点和终点处存在加速度突变 ,电动机在运转时存在柔性冲击。为此 ,文章提出了S型曲线加减速算法 ,并在基于蓝天NC2 0 0硬件平台的开放式数控系统设计中加以实... 详细信息

加减速控制是CNC系统开发的关键技术之一。传统的加减速算法在加减速阶段的起点和终点处存在加速度突变 ,电动机在运转时存在柔性冲击。为此 ,文章提出了S型曲线加减速算法 ,并在基于蓝天NC2 0 0硬件平台的开放式数控系统设计中加以实现。实例表明 ,给出的S型曲线加减速算法能克服传统加减速算法的缺点 ,能获得平滑的速度和加速度图。

关键词：速算法法能突变平滑加速度终点阶段 CNC系统加减速控制开放式数控系统

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一种S形曲线加减速计算方法

制造技术与机床 2005年第11期 74-75页

作者：林一松汤兆红区锐相林金萍龚德明广州数控设备有限公司广东广州510165

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。

关键词： S形曲线加减速控制速度控制数控技术

多轴联动条件下插补速度实时可调的前瞻控制算法

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航空学报 2014年第2期35卷 582-592页

作者：史中权叶文华南京航空航天大学机电学院江苏南京210016 江苏省精密与微细制造技术重点实验室江苏南京210016 河海大学机电工程学院江苏常州213022

针对目前多轴联动条件下S形加减速算法复杂,一条插补线段内最大进给速度不能实时可调的问题,提出了一种插补速度实时可调的前瞻控制算法。算法首先根据机床特性和线段夹角建立了小线段衔接处进给速度的约束条件,然后采用加速度跟随原理... 详细信息

针对目前多轴联动条件下S形加减速算法复杂,一条插补线段内最大进给速度不能实时可调的问题,提出了一种插补速度实时可调的前瞻控制算法。算法首先根据机床特性和线段夹角建立了小线段衔接处进给速度的约束条件,然后采用加速度跟随原理提出了最大进给速度连续可调的S形加减速控制方法,在此基础上设计了一种加速度自适应调整的前瞻处理算法。该算法在不降低轨迹插补精度的前提下,能以最大的速度通过线段的转接点,从而使整个线段插补过程具有高度的柔性和快速性,能满足现代数控系统对前瞻处理的实时性要求。结果表明该算法有效降低了机床运动时的振动,与传统速度规划算法相比,同等加工条件下,加工效率明显提高,工件表面质量也得到改善。

关键词：加减速控制速度规划前瞻算法线性插补数控系统