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量子电子学报 2024年第4期41卷 626-637页

作者：曹可欣陈新宇朱明强李响程学云管致锦南通大学信息科学技术学院江苏南通226019

随着量子计算技术的快速发展,现在已经进入了噪声中型量子(NISQ)时代。但受限于当前的技术,目前一个量子位只能与相邻的量子位直接交互。为了使量子线路能直接在NISQ设备上执行,需要在逻辑线路中插入SWAP门或使用桥门来近邻化量子位。... 详细信息

随着量子计算技术的快速发展,现在已经进入了噪声中型量子(NISQ)时代。但受限于当前的技术,目前一个量子位只能与相邻的量子位直接交互。为了使量子线路能直接在NISQ设备上执行,需要在逻辑线路中插入SWAP门或使用桥门来近邻化量子位。为了减少量子线路映射中插入额外量子门的数量,本文研究了基于动态前瞻的线路映射方法,考虑了在拓展层中插入交换门的影响,优化了代价函数模型。通过模拟退火算法来确定插入交换门时的最佳前瞻深度,以减少插入交换门的数量,进而减少CNOT门的数量。实验结果表明,与现有映射方法相比,本文提出的算法减少了插入的CNOT门数,平均优化率达到45.59%。

关键词：量子计算量子映射动态前瞻前瞻深度

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基于S曲线加减速的NURBS实时插补前瞻控制方法

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组合机床与自动化加工技术 2009年第11期 41-45,49页

作者：李建伟林浒孙玉娥中国科学院沈阳计算技术研究所沈阳110171

根据现有S曲线速度规划的插补算法,对影响机床加工的各种因素进行了分析,设计了一种基于动态前瞻的预测S曲线减速点的方法,解决了传统计算减速点存在的误差问题。本算法分为预处理和实时插补两部分,在预处理中将加工曲线按曲率的变化率... 详细信息

根据现有S曲线速度规划的插补算法,对影响机床加工的各种因素进行了分析,设计了一种基于动态前瞻的预测S曲线减速点的方法,解决了传统计算减速点存在的误差问题。本算法分为预处理和实时插补两部分,在预处理中将加工曲线按曲率的变化率进行分段,按段的类型进行实时插补,并且在段内进行动态前瞻,预测S曲线第三阶段起点。仿真实验结果表明,该插补算法能够在保证加工精度的前提下,实现速度和加速度的平滑过渡。

关键词： NURBS S曲线速度规划加速度平滑动态前瞻

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嵌入式运动控制器若干关键技术的研究与实现

嵌入式运动控制器若干关键技术的研究与实现

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作者：东梁华南理工大学

学位级别：硕士

运动控制器是数控系统的核心,是数控领域研究的热点。本文以开发一款功能丰富、性能稳定、可靠性高、符合开放性要求的运动控制器为目标,深入研究了嵌入式运动控制器的关键算法和技术。论文主要工作包括:首先,介绍了基于ARM+DSP+FPGA的... 详细信息

运动控制器是数控系统的核心,是数控领域研究的热点。本文以开发一款功能丰富、性能稳定、可靠性高、符合开放性要求的运动控制器为目标,深入研究了嵌入式运动控制器的关键算法和技术。论文主要工作包括:首先,介绍了基于ARM+DSP+FPGA的嵌入式运动控制器总体硬件架构及各模块的功能。ARM作为主控单元,负责G代码解析、状态切换、与HMI交互;DSP负责实现插补、速度规划、动态前瞻等控制算法;FPGA一方面提供DPRAM作为ARM和DSP沟通的桥梁,另一方面负责控制脉冲输出和I/O管理。研究了ARM加载Linux操作系统的过程,解决了访问外部设备的问题;深入研究了DSP的硬件配置,实现了DSP从NOR FLASH启动;研究了FPGA的脉冲均匀化实现方案。其次,对运动控制卡的插补和速度规划算法进行了深入研究,实现了多轴直线插补和平面圆弧插补算法;通过几何变换,将椭圆插补和空间圆弧插补转化为平面圆弧插补加以实现;介绍了S/T形加减速算法的原理和实现过程;深入研究PVT算法,基于分段Hermite插值和三次样条拟合,推导出PVT/Complete/Percent/Continuous描述方式下的算法实现过程。通过对算法进行软件仿真,验证了算法的准确性和有效性。再次,对连续轨迹过渡算法进行了深入研究,提出连续轨迹处理框架,从插补离散化的角度分析了拐点过渡的必要性,建立了直线与直线、直线与圆弧等的拐点过渡模型,分析了拐点速度约束条件。由于拐点速度约束模型为递归不等式组,在工程上难以实现,通过引入比例系数和修正加速度,提出工程上可行的动态前瞻算法,实现了多段线和样条曲线的连续加工。最后,采用Matlab仿真与实际加工相结合的方案,验证算法的合理性。通过监控驱动器输入脉冲测试PVT算法;通过在点胶机平台上实际绘制多段线和样条曲线,测试连续轨迹过渡和动态前瞻算法。测试结果表明,本文设计开发的运动控制器具有良好的功能和性能。

关键词：插补算法速度规划 PVT 连续轨迹动态前瞻

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NURBS曲线插补实时前瞻控制方法的研究

NURBS曲线插补实时前瞻控制方法的研究

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作者：李建伟中国科学院研究生院（沈阳计算技术研究所）

学位级别：硕士

数控系统被称为机床的“大脑”,是数控装备的核心,它关系到国家经济利益、产业安全和国防安全,在国家工业制造中起着非常重要的作用。运动控制器作为数控系统的核心,其最重要的部分是插补器,插补器所具有的插补功能可以决定数控系统档... 详细信息

数控系统被称为机床的“大脑”,是数控装备的核心,它关系到国家经济利益、产业安全和国防安全,在国家工业制造中起着非常重要的作用。运动控制器作为数控系统的核心,其最重要的部分是插补器,插补器所具有的插补功能可以决定数控系统档次的高低。当前大部分的计算机数控系统只提供小线段和圆弧插补,CAD/CAM系统只得按照要求的精度将参数曲线离散成大量的微小线段后传到CNC中进行零件加工,这种处理方式存在着加工指令多,加工精度低等缺点。高速高精、复杂运动轨迹的运动控制技术是当前运动控制算法研究的热点,NURBS曲线插补技术是其典型代表。NURBS作为描述自由型曲线的标准已被广泛应用于CAD/CAM软件中,它解决了使用小线段进行插补的缺点,具有可靠性高、加工时间短、精度高等优点。本文对常用的加减速规划方法进行比较,分析了影响机床加工的各种因素,采用现有的S曲线速度规划方法对NURBS插补进行加减速控制,设计了一种基于曲率变化率的段内前瞻预测S曲线减速点的方法,该方法能够动态预测减速点的起始位置,提高了减速点判断的精度,实现了加速度的连续控制。本算法分为预处理和实时插补两部分,预处理中进行一次快速插补过程得到NURBS曲线的相关信息并将加工曲线按曲率的变化率进行分段,实时插补过程中按分段的类型进行插补,并在段内进行动态前瞻。仿真实验结果表明,该插补算法能够在保证加工精度的前提下,实现速度和加速度的平滑过渡。

关键词： NURBS 插补 S曲线速度规划加速度平滑动态前瞻

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连续轨迹平滑过渡控制算法研究

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电子设计工程 2015年第20期23卷 96-99页

作者：东梁李迪粟明李松华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510640

为了解决传统的点位控制算法在加工复杂轨迹时速度频繁变化造成的机床抖动、加工效率低等问题,提出连续轨迹平滑过渡算法。文中首先指出插补离散化导致连续轨迹需要跨段过渡,然后提出两种连续轨迹单周期过渡方案并对比其算法执行效率和... 详细信息

为了解决传统的点位控制算法在加工复杂轨迹时速度频繁变化造成的机床抖动、加工效率低等问题,提出连续轨迹平滑过渡算法。文中首先指出插补离散化导致连续轨迹需要跨段过渡,然后提出两种连续轨迹单周期过渡方案并对比其算法执行效率和轮廓误差。为实现直线与圆弧过渡间平滑过渡,对比求根公式、用弧长近似弦长等多种算法的执行效率。仿真结果表明,在保证轮廓误差的前提下,实现了多段轨迹的连续加工,有效地提高了加工效率。

关键词：插补离散化动态前瞻指令周期轮廓误差

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