梯形加减速在五轴联动开放式数控系统中的简化实现 被引量：2

1

作者 刘源 王永章 马雄波 《组合机床与自动化加工技术》 2008年第6期5-7,共3页

加减速控制是数控系统插补器的重要组成部分,是数控系统开发的关键技术之一,在多坐标曲面加工过程中,需要对机床的进给速度进行加减速控制。针对传统梯形加减速控制策略不能直接应用于数控插补的问题,对该加减速控制策略进行了改进,并... 加减速控制是数控系统插补器的重要组成部分,是数控系统开发的关键技术之一,在多坐标曲面加工过程中,需要对机床的进给速度进行加减速控制。针对传统梯形加减速控制策略不能直接应用于数控插补的问题,对该加减速控制策略进行了改进,并简化了其实现过程。结合五轴线性插补加工方式,详细介绍了该加减速控制方法在开发的开放式五坐标数控系统中的实现过程。铣削实验表明,该方法能使机床的加工速度变化平稳,加工效率和加工质量得到了明显的改善。 展开更多

关键词 梯形加减速 五轴加工 开放式数控 速度控制

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电机加减速算法轨迹规划技术应用综述

2

作者 艾超 庄定洋 +2 位作者 陈立娟 孙家庆 常振鑫 《机电工程》 北大核心 2025年第5期994-1005,共12页

为了解决采用轨迹技术对电机加减速曲线规划时,电机加减速曲线分段较多,各曲线所用参数之间具有一定耦合性,导致该技术在实际应用过程中存在参数优化工作较为复杂和困难的问题,对该技术大量应用实例和相关文献进行了系统性调研分析。首... 为了解决采用轨迹技术对电机加减速曲线规划时,电机加减速曲线分段较多,各曲线所用参数之间具有一定耦合性,导致该技术在实际应用过程中存在参数优化工作较为复杂和困难的问题,对该技术大量应用实例和相关文献进行了系统性调研分析。首先,对当前诸多应用轨迹规划技术的电机加减速算法数学模型及其加减速曲线的综合性进行了分析,对电机加减速算法轨迹规划方法提出了明确的分类;然后,对部分电机加减速算法轨迹规划技术的应用实例在提升控制目标及控制系统整体性能时所选取的优化方向和优化工作进行了深入分析,确定了电机加减速算法轨迹规划技术的性能指标为柔性和实时性,同时也明确了这两者对系统运行平稳性和电机控制性能的影响以及对应的评估标准;最后,对性能指标进行了分析,根据电机加减速算法轨迹规划技术在飞行控制领域和机床加工领域的应用实例,明确了柔性和实时性这两者和电机加减速算法数学模型之间的联系,并列出了电机加减速算法在优化这两者时存在的一系列共性问题。根据以上研究所得电机加减速算法轨迹规划技术的分类标准、性能指标和共性问题,对该技术进行了展望,为多应用场景下的电驱系统高性能控制研究奠定了基础。 展开更多

关键词 梯形加减速算法 指数型加减速算法 S曲线加减速算法 轨迹规划 性能指标 共性问题

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基于FPGA的运动控制系统加减速算法设计 被引量：12

3

作者 刘鹏 罗衍涛 +2 位作者 陈成军 丁文科 邵泽燕 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2017年第6期145-149,共5页

为提高运动控制系统的实时性、运动精度、速度的平稳性,比较了各种加减速算法的优缺点、硬件实现的可行性等,采用FPGA实现了灵活的梯形加减速,利用滑动平均滤波器解决了加速度的跳变问题,实现了与S形加减速等效的加减速效果,最后给出了... 为提高运动控制系统的实时性、运动精度、速度的平稳性,比较了各种加减速算法的优缺点、硬件实现的可行性等,采用FPGA实现了灵活的梯形加减速,利用滑动平均滤波器解决了加速度的跳变问题,实现了与S形加减速等效的加减速效果,最后给出了相应的RTL视图、程序流程图,并对这2种加减速曲线的实现方法进行了功能仿真验证及实验验证。 展开更多

关键词 运动控制系统 现场可编程门阵列 加减速控制 滑动平均滤波 梯形加减速 S型加减速

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平面型Hbot机构的运动控制算法 被引量：7

4

作者 丁承君 张鹏 +1 位作者 闫彬 赵泽羽 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2017年第1期77-82,共6页

为更简便地实现对Hbot机构的运动控制,以Hbot结构3D打印机的X、Y平面为研究对象,对该结构进行运动分析,建立运动位移与步进电机运动之间的数学关系,得到机构的运动特性,并通过建立一个新的机构坐标系使运动分析简单化;根据机构运动特性... 为更简便地实现对Hbot机构的运动控制,以Hbot结构3D打印机的X、Y平面为研究对象,对该结构进行运动分析,建立运动位移与步进电机运动之间的数学关系,得到机构的运动特性,并通过建立一个新的机构坐标系使运动分析简单化;根据机构运动特性,引入布兰森汉姆(Bresenham)直线算法实现该机构的直线运动,并将梯形加减速算法与Bresenham算法相结合对机构进行直线运动的速度规划;最后提出一种对机构运动误差进行修正的简单方法.结合Matlab对实验结果进行仿真,结果表明:运用以上算法基本可实现对该机构运动控制与运动误差修正,修正之后运动误差保持在-0.0780 mm附近波动. 展开更多

关键词 平面型Hbot机构 运动控制 梯形加减速算法 Bresenham直线算法 运动误差修正 3D打印机

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工业机器人实时NURBS插补的仿真和实验研究 被引量：7

5

作者 张铁 龚文涛 邹焱飚 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1496-1503,1510,共9页

给出了一种六轴工业机器人的NURBS(Non Uniform Rational B-Spline)路径实时前瞻插补方法。算法主要包含两个部分:NURBS曲线全局插值和前瞻速度规划方法。建立基于参数u和速度v的NURBS曲线参数方程,根据若干个示教点全局插值得到平滑的N... 给出了一种六轴工业机器人的NURBS(Non Uniform Rational B-Spline)路径实时前瞻插补方法。算法主要包含两个部分:NURBS曲线全局插值和前瞻速度规划方法。建立基于参数u和速度v的NURBS曲线参数方程,根据若干个示教点全局插值得到平滑的NURBS曲线。根据弓高误差和向心加速度的速度约束方程式,对NURBS曲线进行前瞻速度规划和插补。构建实时机器人控制平台,对前瞻规划和梯形加减速两种机器人末端进给速度规划方法进行了比较,通过仿真和实验,前瞻规划插补方法的速度更平稳,关节角速度和角加速度突变大幅减小,该方法能较好地适用于六轴机器人的实时NURBS曲线插补中。 展开更多

关键词 NURBS 曲线参数方程 前瞻 梯形加减速 插补

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基于ARM+DSP+FPGA的机器人多轴运动控制器的设计与研究 被引量：9

6

作者 刘大伟 王苏洲 《制造技术与机床》 北大核心 2017年第7期100-104,108,共6页

为了满足机器人运动控制器实时性的要求,在分析机器人运动控制器体系结构特点的基础上,提出一种基于ARM+DSP+FPGA的机器人运动控制器。硬件电路采用模块化设计,简要介绍了软件设计。其中,针对运动过程中由于进给速度的改变而产生冲击、... 为了满足机器人运动控制器实时性的要求,在分析机器人运动控制器体系结构特点的基础上,提出一种基于ARM+DSP+FPGA的机器人运动控制器。硬件电路采用模块化设计,简要介绍了软件设计。其中,针对运动过程中由于进给速度的改变而产生冲击、失步、超程或者震荡等现象,提出的梯形加减速控制策略能够通过对插补速度进行控制来提高控制精度。为了避免复杂机械系统的动力学建模,选用PT(位置与时间)运动控制模式,可对任意速度进行规划。仿真与实验测试结果表明,机械系统在PT动态模式下没有加减速度的冲击,运动更加平稳,具有良好的运动性能。 展开更多

关键词 机器人 运动控制器 梯形加减速控制 PT运动模式

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一种改进的NURBS曲线插补算法 被引量：1

7

作者 聂明星 蒋新华 陈兴武 《计算机工程与应用》 CSCD 2012年第30期14-18,共5页

针对NURBS曲线曲率变化过快或出现曲率不连续点会导致插补进给速率变化过快,超出机床的加减速能力。提出一种利用NURBS曲线曲率特征的改进插补算法。该算法根据NURBS曲线曲率的变化情况将曲线分成曲率平缓段和曲率突变段,在前瞻过程中... 针对NURBS曲线曲率变化过快或出现曲率不连续点会导致插补进给速率变化过快,超出机床的加减速能力。提出一种利用NURBS曲线曲率特征的改进插补算法。该算法根据NURBS曲线曲率的变化情况将曲线分成曲率平缓段和曲率突变段,在前瞻过程中扫描出曲率突变段,获得该段的起始点、终止点及最低速率点等信息,采用梯形加减速方法对该段进行速度规划,以满足机床动态特性,实现在曲率平缓段以指令速度插补,在曲率突变段以规划速度平滑插补。仿真实验结果表明,在保证加工精度的前提下,该增强算法以较高效率实现了曲率突变段的平滑插补。 展开更多

关键词 非均匀有理B样条曲线(NURBS) 曲率突变段 梯形加减速 平滑插补

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嵌入式数控系统速度前瞻规划算法研究 被引量：7

8

作者 游达章 余炼 +1 位作者 张敏 康亚伟 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2020年第8期187-192,共6页

梯形加减速法被广泛地应用到嵌入式数控系统当中,为了进一步追求平稳和高效,在连续多段前瞻算法的基础之上做了改进,提出了单段前瞻后顾算法;通过仿真实验,对比分析了3种不同速度规划算法的效率和平稳性。结果表明,单段前瞻后顾算法能... 梯形加减速法被广泛地应用到嵌入式数控系统当中,为了进一步追求平稳和高效,在连续多段前瞻算法的基础之上做了改进,提出了单段前瞻后顾算法;通过仿真实验,对比分析了3种不同速度规划算法的效率和平稳性。结果表明,单段前瞻后顾算法能有效避免单次连续规划段数对效率和平稳性的影响,且能够有效减少电机加减数次数,执行效率也得到了小幅提升,与前人相比有不同程度提高。此外,算法能够在嵌入式数控系统平台(STM32F407)上实现,测量结果与仿真吻合。 展开更多

关键词 嵌入式系统 数控系统 轨迹规划 梯形加减速 前瞻后顾算法

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基于Delta机器人的食品生产线动态目标抓取方法 被引量：9

9

作者 毕宪东 王振 李朝龙 《食品与机械》 北大核心 2022年第6期117-122,共6页

目的:解决当前食品生产中Delta机器人在动态目标抓取方面存在的精度差、效率低等问题。方法:提出了一种新的动态目标抓取方法用于食品生产线中Delta机器人的抓取控制,通过传送带的偏移量和编码器的反馈值计算目标的动态位置,优化目标的... 目的:解决当前食品生产中Delta机器人在动态目标抓取方面存在的精度差、效率低等问题。方法:提出了一种新的动态目标抓取方法用于食品生产线中Delta机器人的抓取控制,通过传送带的偏移量和编码器的反馈值计算目标的动态位置,优化目标的抓取顺序,并结合门型轨迹和改进的梯形加减速算法对动态目标进行抓取。通过试验对优化前后的控制方法进行分析。结果:在20mm/s的输送速度下,优化前后机器人漏抓率由3.33%降至0,抓取速度从0.756个/s提高到0.860个/s;在30 mm/s的输送速度下,优化前后机器人漏抓率从8.83%降至0,抓取速度从0.885个/s提高到1.130个/s。结论:动态目标抓取方法能有效提高Delta机器人的抓取效率。 展开更多

关键词 Delta机器人 动态目标 抓取方法 门型轨迹 梯形加减速算法 食品生产线

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框架式3D建筑打印机控制系统设计 被引量：6

10

作者 殷戎飞 徐海黎 +2 位作者 田为广 徐勋倩 沈标 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2022年第1期107-114,共8页

针对传统建筑施工存在工作环境恶劣、劳动强度大以及异形构件的制造需要预制模具且难以实现个性化设计的问题,设计了一种框架式3D建筑打印机。首先,考虑到系统的可扩展性,采用STM32H750芯片作为核心控制器,并结合伺服驱动单元设计框架... 针对传统建筑施工存在工作环境恶劣、劳动强度大以及异形构件的制造需要预制模具且难以实现个性化设计的问题,设计了一种框架式3D建筑打印机。首先,考虑到系统的可扩展性,采用STM32H750芯片作为核心控制器,并结合伺服驱动单元设计框架式3D建筑打印机控制系统的硬件结构。然后,提出基于梯形加减速控制的速度前瞻处理方法来规划打印速度,通过分析打印轨迹拐点的角度及其前后运动段长度的限制条件来确定拐点处的最佳打印速度。最后,引入RT-Thread嵌入式操作系统来进行打印任务管理和调度,以提高控制系统的稳定性,并设计了人机交互界面。测试结果表明:采用速度前瞻处理方法的框架式3D建筑打印机的自动化程度和打印效率较高,其可以稳定地打印形状各异的建筑构件,且混凝土成型均匀,无断料或积料。所设计的打印机为混凝土建筑构件的智能化制造提供了一种新方法,具有良好的工程应用价值。 展开更多

关键词 3D建筑打印机 STM32 速度前瞻处理 梯形加减速控制

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基于ARM+FPGA的机器人多轴运动控制器的设计与研究 被引量：27

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作者 严亮 舒志兵 《机床与液压》 北大核心 2019年第11期12-18,共7页

为了解决多轴运动控制器实时性低、稳定性差的问题,提出一种以ARM微处理器为核心处理器,辅之FPGA为从处理器的多轴运动控制器设计方案。该方案以ARM+FPGA为基础完成多轴运动控制器的硬件电路设计,为了进一步提高多轴控制器插补速度的控... 为了解决多轴运动控制器实时性低、稳定性差的问题,提出一种以ARM微处理器为核心处理器,辅之FPGA为从处理器的多轴运动控制器设计方案。该方案以ARM+FPGA为基础完成多轴运动控制器的硬件电路设计,为了进一步提高多轴控制器插补速度的控制精度,将梯形加减速控制算法引入到多轴控制器的设计中,有效避免了在实际运行中可能出现的过度冲击、失步以及振荡等现象。最后,将设计的多轴控制器应用于并联机器人进行测试,测试结果表明:在PT(位置与时间)运动控制模式下,系统能够按照预定轨迹运动,同时各轴的速度变化也较平稳。 展开更多

关键词 ARM FPGA 运动控制器 梯形加减速控制 PT运动模式

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