伺服系统的S型运动轨迹的规划设计开题报告

1. 研究目的与意义

研究背景：

在自动控制系统中,使输出量以一定准确度跟随输入量的变化而变化的系统我们称为伺服系统。运动控制是在一定条件下对机械设备运动部件的位置、速度以及加速度等运动要素进行实时的控制管理，让其按照预定的运动轨迹以及规定的运动参数进行运动。早期运动控制技术主要伴随机器人轨迹控制技术，数控机床位置控制技术以及工厂自动化应用技术的发展而发展。

伺服系统的运动控制作为制造业实现自动化、高柔性化、高速度化、集成化、智能化生产的基础，已成为当今先进制造技术中不可或缺的一环。它的平稳性、平滑性将直接影响机械装备的精度及其功能的发挥，对整个机械系统的高效运行，集成控制以及今后的快速发展具有重要的意义。伺服系统是集电机学、计算机控制、机电一体化技术、电气技术、自动控制于一体的综合技术系统。生产实际中，使用伺服运动控制的机械设备，能够解决多种复杂的定位控制问题，如数控机床位置控制、机器人轨迹控制等。因此，它在加工机械、机器人、自动组装线、纺织机械、医疗机械、部件组装和半导体制造上得到了广泛的应用，并且越来越表现出强大的生命力。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容：

伺服系统是一个典型的随动系统，伺服系统跟踪误差的大小与伺服系统的控制器有关，也与伺服系统的运动轨迹规划密切相关。一个好的系统轨迹命令也可以使伺服系统运行更平稳、更平滑。

点对点运动要求具有高的终点位置精度，而几乎不关心两点之间的中间过程，为了获得运动快速性，通常采用两点之间的直线运动，并且设置初始位置与终点位置之间的加加速度、加速度与速度为零。本次轨迹规划设计最主要考虑的是在给定限定条件情况下的时间最优问题。在s型轨迹规划设计中，引入最大加速度与最大速度等限制，根据给定的距离，求解相应的位置参数，在传统的七段s型加减速控制算法情况下进行变化，从而在保证系统稳定性的前提下，达到时间最优。

3. 研究的方法与步骤

研究方法：

（1）查找至少20篇文献资料；

（2）根据轨迹规划算法，编写相应matlab程序，对算法进行仿真模拟；

4. 参考文献

[1] georgeellis, control system design guide, boston：academicpress, 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-iik, song j.i, kim s. dependence of machining accuracy on accelerationdeceleration 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s型运动轨迹的计算方法；