1. 研究目的与意义
课题研究的背景:
直线型加减速和指数型加减速是目前普遍使用的两种加减速控制算法。直线型加减速控制算法使用最普遍,其速度变化遵循线性规律变化,算法简单,易于计算,但是加速度存在突变情况,实际加工中存在柔性冲击。指数加减速算法较直线加减速平滑性好,但是计算速度较慢,并且加速度仍有突变情况,存在柔性冲击[6-8]。
为了解决问题,一种新型柔性加减速控制理论被广泛研究[9-12]。s形曲线加减速控制方法被国外k. erkorkmaz[13]等人提出。其加速度曲线是任意一点的加速度都是连续变化,良好的规避了柔性冲击,然而加加速度呈现阶跃变化。k.j.zheng[14]等在此基础上提出了一种新的s形加减速控制算法。新型s形加减速算法结合速度前瞻技术,在减小机床振荡冲击上具有良好的效果,这种加减速控制方法已经在一些先进的cnc系统如fanuc 16i数控系统、sinunerik 840d数控系统等开始使用。数字卷积技术的发展大大缩减了数学计算时间,j.w.jeon等提出一种基于此技术的多项式加减速算法,但是计算复杂,需要在系统中外添硬件模块用于计算卷积,而且目前主流控制方式以软件控制为主,应用范围不广。
为了提高加加速度的平滑性,一些学者提出了三角函数曲线加减速算法。国内郭新贵[15]等人,提出三角函数构造加减速曲线的方法,同s型曲线加减速相比,此算法较为简单,易于实现。为了避免复杂函数计算,张振华[16]提出一种多项式加减速方法,他将加加速度(jerk)的变化规律设计为梯形,由此将位移、速度、加速度、加加速度在计算上分为15段,计算量大而且程序复杂。
2. 研究内容和预期目标
主要研究内容:
1、熟悉了解运动控制技术和相关运动轨迹规划算法
2、研究算法,通过对比,确定对伺服系统中正弦型运动轨迹的轨迹规划算法
3. 研究的方法与步骤
研究方法:
1、查找至少20篇文献资料,深入了解运动控制技术,研究分析并掌握运动控制算法
2、将轨迹规划算法通过matlab软件,进行仿真模拟
4. 参考文献
[1]george ellis, control system design guide, boston:academic press, 2000
[2]陆莲仕.最具运动平滑性的轨迹规划算法[d].广西大学硕士论文,2006年
[3]dong-ii k, song j.i, kim s. dependence of machining accuracy on acceleration deceleration and interpolation methods in cnc machine tools [j]. 1994, 3: 1898-1905.
5. 计划与进度安排
(1)2022-01-10~2022-03-10 查阅文献资料,确定毕业设计工作任务,撰写开题报告;
(2)2022-03-11~2022-03-26 翻译外文文献,分析任务目标,确定总体方案;
(3)2022-03-27~2022-04-15 确定正弦型运动轨迹的计算方法;
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