功能梯度材料打印组分转变时平稳控制策略研究

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作者 彭壮壮 韩硕 +1 位作者 周婧 段国林 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第1期126-130,共5页

随着增材制造技术的快速发展,功能梯度材料的制备已成为该领域研究热点。针对微流挤出制备该材料过程中组分转变程度未能与加减速过程实时匹配,以及成形质量不高的问题,提出了以改进的S形加减速模型为基础,组分转变程度与加减速参数相... 随着增材制造技术的快速发展,功能梯度材料的制备已成为该领域研究热点。针对微流挤出制备该材料过程中组分转变程度未能与加减速过程实时匹配,以及成形质量不高的问题,提出了以改进的S形加减速模型为基础,组分转变程度与加减速参数相匹配为核心的进给控制策略。通过对电机运动进行理论分析,建立了新型S形加减速模型,以灰度为分级标准,利用前瞻算法对转变点进行识别与分类,并以此控制转变点的加减速过程,以使组分转变规律化。通过对比不同控制策略下制备样件的成形质量,验证了该控制策略能够有效地减小机身震动,提高成形质量,材组分转变程度与加减速参数相匹配,为提高功能梯度材料组分转变精度与避免组分突变提供一定借鉴价值。 展开更多

关键词 增材制造 功能梯度材料 组分转变 前瞻算法 S形加减速 参数匹配

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数控系统的直线和S形加减速研究 被引量：56

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作者 陈友东 王田苗 +1 位作者 魏洪兴 潘月斗 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第15期1600-1604,共5页

推导出了用于机器人及机床控制器前加减速的直线加减速和S形加减速的离散采样迭代公式。实际减速点和理论减速点不重合,在减速过程中会出现一段时间的低速运行,为了消除低速运行段,提出了按照实际的剩余长度重新计算加速度和加加速度的... 推导出了用于机器人及机床控制器前加减速的直线加减速和S形加减速的离散采样迭代公式。实际减速点和理论减速点不重合,在减速过程中会出现一段时间的低速运行,为了消除低速运行段,提出了按照实际的剩余长度重新计算加速度和加加速度的算法,对该算法进行了仿真和实验验证,结果表明,该算法可有效地消除减速过程中的低速运行段。 展开更多

关键词 线性加减速 S形加减速 CNC 插补

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一种预判插补时间的S形加减速插补算法 被引量：9

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作者 唐小琦 何王勇 李勇波 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第23期2794-2797,2801,共5页

在分析S形加减速控制7段模型的基础上,为实现加速度和加加速度限制下插补后位移、速度、加速度同步为零,提出了一种预判S形加减速各段插补时间的算法,并对算法的实现进行了详细的论述。对任意位移、速度组合线段进行测试表明:算法正确... 在分析S形加减速控制7段模型的基础上,为实现加速度和加加速度限制下插补后位移、速度、加速度同步为零,提出了一种预判S形加减速各段插补时间的算法,并对算法的实现进行了详细的论述。对任意位移、速度组合线段进行测试表明:算法正确、运算效率高,适合插补前加减速控制。 展开更多

关键词 S形加减速 插补算法 加加速度 数控

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导弹弹体内壁打磨机器人及其运动轨迹规划 被引量：7

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作者 孙一兰 柳洪义 +1 位作者 王品 罗忠 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期838-843,共6页

针对一类具有轴对称旋转椭球面结构的导弹弹体内壁隔热层打磨的特殊要求,设计了一种四自由度内壁打磨机器人。参照数控系统中插补前S形加减速控制方法,对机器人打磨轨迹进行规划,以避免机械本体在启动与停止阶段出现冲击、超调或振荡等... 针对一类具有轴对称旋转椭球面结构的导弹弹体内壁隔热层打磨的特殊要求,设计了一种四自由度内壁打磨机器人。参照数控系统中插补前S形加减速控制方法,对机器人打磨轨迹进行规划,以避免机械本体在启动与停止阶段出现冲击、超调或振荡等现象,并通过分析各参数之间关系,给出了求解S形加减速算式的约束条件,简化了求解过程;分析了不同打磨段间速度转接方式,实现不同打磨轨迹段之间光滑的高速转接,提高了打磨效率;应用等弧长时间分割法,把旋转椭球面打磨段在每一运动控制周期的位移量精确、实时地转换为相应的打磨点坐标。仿真结果表明,打磨机器人的运动轨迹规划精度高、速度快、平稳性好。 展开更多

关键词 打磨机器人 导弹弹体内壁 S形加减速 轨迹规划 时间分割法

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S形加减速算法前瞻处理研究 被引量：11

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作者 朱明 游有鹏 何均 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2011年第10期2140-2144,共5页

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... 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. 展开更多

关键词 S形加减速 前瞻 拉格朗日逼近法 数控系统

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三极管粘片机S曲线加减速控制 被引量：3

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作者 吴小洪 林晓新 +2 位作者 曹占伦 姜永军 袁喜林 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期197-199,共3页

S曲线加减速运动控制是中高档三极管粘片机系统中的一项重要功能。对S曲线加减速度算法进行了研究,从三极管粘片机的运动控制流程工艺要求出发,设置系统不同的运动参数。运用二分法迭代的编程思维对时间控制和行程进行检测计算,给出了... S曲线加减速运动控制是中高档三极管粘片机系统中的一项重要功能。对S曲线加减速度算法进行了研究,从三极管粘片机的运动控制流程工艺要求出发,设置系统不同的运动参数。运用二分法迭代的编程思维对时间控制和行程进行检测计算,给出了算法在三极管粘片机系统控制应用实例,计算结果表明,二分法的迭代计算是高效的。 展开更多

关键词 加减速 S曲线 粘片机 二分法

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一种Jerk连续的正弦函数平方曲线加减速算法研究 被引量：7

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作者 孙建仁 胡赤兵 王保民 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2010年第12期158-161,共4页

针对传统直线加减速和指数加减速算法在进给过程中具有柔性冲击,特别是S曲线加减速存在加加速度不连续问题,提出了一种位移、速度、加速度、Jerk都连续的正弦函数平方曲线加减速算法。通过仿真实验结果表明,正弦函数平方曲线加减速算法... 针对传统直线加减速和指数加减速算法在进给过程中具有柔性冲击,特别是S曲线加减速存在加加速度不连续问题,提出了一种位移、速度、加速度、Jerk都连续的正弦函数平方曲线加减速算法。通过仿真实验结果表明,正弦函数平方曲线加减速算法是一种具有Jerk连续的新型柔性加减速方法。 展开更多

关键词 正弦函数平方曲线 加减速算法 JERK 柔性

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基于S型加减速的自适应前瞻NURBS曲线插补算法 被引量：24

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作者 罗钧 汪俊 +2 位作者 刘学明 张平 陈建端 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期55-60,共6页

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,... 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。 展开更多

关键词 非均匀有理B样条 进给速度改变点 前瞻算法 S型加减速算法

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输电线路除冰机器人的S形曲线加减速算法设计 被引量：3

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作者 郝晓弘 胡振邦 +1 位作者 朱洁 秦睿 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期194-198,共5页

为提高输电线路除冰机器人的工作效率,达到节能的目的,提出了一种将S形曲线应用于机器人运动轨迹规划的方法。该方法充分利用了S形曲线的诸多优点,并对传统的复杂S形曲线算法进行了改进,采用4段加减速后退、2段加速前进的轨迹规划算法,... 为提高输电线路除冰机器人的工作效率,达到节能的目的,提出了一种将S形曲线应用于机器人运动轨迹规划的方法。该方法充分利用了S形曲线的诸多优点,并对传统的复杂S形曲线算法进行了改进,采用4段加减速后退、2段加速前进的轨迹规划算法,同时还给出了相应的数学描述,最后通过仿真验证了该算法的实用性。 展开更多

关键词 S形曲线 除冰机器人 轨迹规划 加减速算法

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一种改进四次S曲线的加减速算法研究 被引量：12

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作者 游达章 杨京 +1 位作者 张业鹏 康亚伟 《机床与液压》 北大核心 2021年第2期31-35,共5页

传统数控机床中电机的运动控制采用梯形加减速、三次S形加减速控制算法,使得加速度和加加速度不连续,易对电机产生柔性冲击。采用四次S形加减速控制算法时,因计算繁琐,时间复杂度高,使得加工运行时间长。为改善这一状况,提出一种新的四... 传统数控机床中电机的运动控制采用梯形加减速、三次S形加减速控制算法,使得加速度和加加速度不连续,易对电机产生柔性冲击。采用四次S形加减速控制算法时,因计算繁琐,时间复杂度高,使得加工运行时间长。为改善这一状况,提出一种新的四次S形加减速控制算法并进行验证。结果表明:该算法能有效减少加工时间,降低加工中的柔性冲击,提高电机工作效率,延长电机的寿命和提升加工零件的质量。 展开更多

关键词 加减速算法 改进的四次S曲线 速度规划

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上下料机器人关节速度规划 被引量：1

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作者 李金良 张斌 +2 位作者 舒翰儒 杨学顺 刘阿健 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第14期5784-5788,共5页

新兴的高新技术产业和智能化产业推动了上下料机器人的快速发展,但是其运动的平稳性限制着进一步的推广与应用。设计了一种4R上下料机器人。首先建立梯形、7段S曲线加减速控制算法,通过分析这两种算法对机器人运动平稳性的影响,提出了... 新兴的高新技术产业和智能化产业推动了上下料机器人的快速发展,但是其运动的平稳性限制着进一步的推广与应用。设计了一种4R上下料机器人。首先建立梯形、7段S曲线加减速控制算法,通过分析这两种算法对机器人运动平稳性的影响,提出了一种新型的S形加减速控制算法。利用ADAMS对三种算法进行仿真分析,结果表明新型的S形加减速控制算法在提高4R上下料机器人的运动平稳性方面更具优势并为4R上下料机器人后续的运动控制分析和优化奠定了基础。 展开更多

关键词 4R上下料机器人 S形加减速控制算法 ADAMS 运动平稳性

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加加速度连续的S型加减速规划算法 被引量：32

12

作者 李志杰 蔡力钢 刘志峰 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期1192-1201,共10页

传统S型加减速算法的加加速度不连续,起止端存在突变导致机床进给过程中产生柔性冲击和振动,为改善机床动力学性能,提出一种加加速度无突变且起止端连续的加减速曲线,其加速度曲线由三角函数与直线连接组成,与纯三角函数加减速曲线相比... 传统S型加减速算法的加加速度不连续,起止端存在突变导致机床进给过程中产生柔性冲击和振动,为改善机床动力学性能,提出一种加加速度无突变且起止端连续的加减速曲线,其加速度曲线由三角函数与直线连接组成,与纯三角函数加减速曲线相比可控性更强,可充分发挥机床的最大加速度性能。根据该加减速曲线特征,分别提出位移适配法和区间判别法对加减速模式进行规划分析和探讨。区间判别法只需简单少量计算,便可快速寻找出速度取值区间,规划出曲线构型,通过一次方程求解即可获得完整加减速曲线参数,具有高效的求解效率。对规划方法给出了详细的数学描述,并对曲线算法进行仿真和实验,得到平滑连续的加速度与速度曲线。仿真和实验结果证明了研究内容的正确性和方法的可行性。 展开更多

关键词 S型加减速 加加速度连续 快速规划 S形曲线算法 数控机床

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基于正矢平方型曲线加减速算法的堆垛机立柱振幅研究 被引量：1

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作者 王牧 赵世田 +3 位作者 许宁 卢倩 曾勇 周临震 《包装工程》 CAS 北大核心 2023年第7期230-240,共11页

目的为了提高堆垛机运动的平稳性,解决传统S型曲线加减速算法中加加速度不连续而影响堆垛机立柱瞬时振幅的突变冲击问题,新提出一种正矢平方型曲线加减速算法。方法通过推导堆垛机立柱结构的振动方程,构造以正矢平方函数为核心的加减速... 目的为了提高堆垛机运动的平稳性,解决传统S型曲线加减速算法中加加速度不连续而影响堆垛机立柱瞬时振幅的突变冲击问题,新提出一种正矢平方型曲线加减速算法。方法通过推导堆垛机立柱结构的振动方程,构造以正矢平方函数为核心的加减速算法模型,搭建Simulink振动仿真模型,之后与传统S型、正矢型曲线加减速算法一起代入Simulink振动模型进行对比仿真,再对立柱振幅结果进行分析。结果正矢型曲线加减速算法的振幅比传统S型曲线加减速算法的约减小了2.6%,正矢平方型曲线加减速算法的振幅比传统S型曲线加减速算法的大约减小了4.2%。结论所述正矢平方型加减速算法的速度、加速度、加加速度曲线皆连续。基于该算法的堆垛机兼顾平稳性的同时,立柱振幅更小,与其他算法相比,控制结果更优。 展开更多

关键词 堆垛机 正矢平方型 加减速算法 立柱振幅

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基于STM32+FPGA的多轴运动控制器的设计 被引量：18

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作者 胡呈祖 周军连 《机床与液压》 北大核心 2021年第12期82-86,共5页

运动控制器是数控机床、高端机器人等自动化设备控制系统的核心。为保证控制器的实用性、实时性和稳定性,提出一种以STM32为主控制器、FPGA为辅助控制器的多轴运动控制器设计方案。给出了运动控制器的硬件电路设计,将S形加减速算法融入... 运动控制器是数控机床、高端机器人等自动化设备控制系统的核心。为保证控制器的实用性、实时性和稳定性,提出一种以STM32为主控制器、FPGA为辅助控制器的多轴运动控制器设计方案。给出了运动控制器的硬件电路设计,将S形加减速算法融入运动控制器,提高了控制精度,可有效避免过冲、振荡等现象的发生。在三维点胶机平台上对运动控制器的性能进行了测试,结果表明:点胶机各轴能按照设定的轨迹运动,运行平稳且实时性高,具备良好的应用前景。 展开更多

关键词 多轴运动控制器 STM32+FPGA S形加减速算法

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引入路径夹角的粒子群-禁忌搜索寻优的速度前瞻算法研究

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作者 李敏 游达章 许文俊 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2023年第1期119-124,共6页

对于数控系统中路径为连续微线段的情况,本文提出一种采用路径夹角进行优化的多轨迹速度前瞻算法。首先基于前后路径的约束关系初算衔接速度;其次,利用路径夹角对衔接速度和最大加加速度进行矢量函数映射;最后,将所得的加减速参数带入S... 对于数控系统中路径为连续微线段的情况,本文提出一种采用路径夹角进行优化的多轨迹速度前瞻算法。首先基于前后路径的约束关系初算衔接速度;其次,利用路径夹角对衔接速度和最大加加速度进行矢量函数映射;最后,将所得的加减速参数带入S加减速模型,得到非对称S型加减速数据。并且采用粒子群-禁忌搜索混合算法对路径夹角的调整系数进行优化,通过熵权法计算适应度函数合成指标的权重,得到全局最优解。结果表明,相较于传统S型加减速,本文采用的算法显著提高了加工效率,具有较高的柔性,极大的提升了加工精度。 展开更多

关键词 粒子群-禁忌搜索混合算法 熵权法 S型加减速 前瞻规划 路径夹角

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