售货机升降系统S型速度控制策略

在传统三闭环控制方式下,售货机升降接货系统易因启停过程中加速度突变产生冲击,导致系统运行不平稳。针对这一问题,文中对传统升降系统加减速控制策略进行改进,加入前馈和微分负反馈,提出一种S型速度曲线控制算法。根据路径规划判别条件将S型速度曲线分为七段式、六段式和四段式3种,并给出各路径约束条件下的参数求解方法和具体执行流程。将该算法运用到升降控制系统中进行仿真和实际工况测试,实验结果表明,与传统三闭环控制相比,文中所提控制策略可以提高售货机升降系统运行的平稳性,减小冲击,使速度曲线更加柔和,并能够保持较好的跟踪性能。

基于三次S型速度控制算法的移动机械臂末端振动研究

移动机械臂在实际工作环境中,受其自身柔性特征和外部因素的影响而引起机械臂末端的振动,而速度控制是实现机械臂末端抑振的有效手段之一。以UR10机械臂和Husky移动平台组成的移动机械臂为研究对象,针对梯形和S型速度控制算法的不足,提出一种三次S型速度控制算法,通过建立移动机械臂刚柔耦合动力学的理论和仿真模型得到移动机械臂末端的振动位移曲线和加速度变化曲线,验证了三次S型速度控制算法的正确性和抑振效果的有效性。

利用CNC多维约束的S型速度规划

经典控制模型中存在时间过耦合,而速度规划与实时轨迹控制都与时间关联,导致实时计算量、规划与控制协调性等不足的问题,提出利用CNC多维约束的S型速度规划方法.首先建立双重反馈的控制模型,内反馈继承经典控制模型将时间反馈到控制器,外反馈将非时间反馈到规划器;然后将影响速度规划的因素分为时间相关与时间无关,与时间相关因素在控制器中实时控制,与时间无关因素在规划器中进行非时间速度规划;在规划器中建立基于轨迹路径长度、轨迹几何特性、运动参数以及程序行号等信息的多维约束模型;最后以路径长度代替时间作为运动参考量,结合多维约束模型,考虑轨迹的几何特性与路径长度映射关系,使轨迹特性与非时间建立具有空间性关联.通过MATLAB仿真对控制模型的抗干扰能力进行验证,并通过CODESYS软件编程和实验的结果表明,所提方法是可行和有效的.

基于S型速度曲线的液压伺服绞车自抗扰控制

由于参数不确定、系统非线性以及外部未知干扰等因素的影响,常常导致液压伺服系统难以获得较好的动态性能,针对此问题,提出将自抗扰控制技术应用于液压伺服绞车的速度控制。首先,介绍了液压伺服绞车的工作原理,建立了液压伺服系统的数学模型,并推导出液压伺服系统的状态空间方程;其次,根据液压伺服系统的状态空间方程,设计五阶线性扩张状态观测器和线性误差反馈控制律,并构建四阶线性自抗扰控制器;然后,根据液压伺服系统在快速接近工况时的速度变化要求,规划了S型速度曲线作为液压伺服系统仿真模型的输入信号;最后,在Simulink软件中搭建了液压伺服系统仿真模型,并将四阶线性自抗扰控制器(Linear Active Disturbance Rejection Controller,LADRC)和比例积分微分(Proportion Integration Differentiation,PID)控制器引入液压伺服系统,对比研究了2个控制器对液压伺服系统动态性能的影响。仿真结果表明,相比于PID控制器,液压伺服系统在四阶LADRC的作用下,响应速度更快,跟踪精度更高,抗外界干扰能力更强。

电梯系统的高精度S型速度曲线的生成和实现

电梯速度曲线决定了电梯系统的舒适度和平层精度等重要性能指标。本文着重提出了一种新的S型速度曲线的生成方法,根据当前电梯运行状态实时修正曲线形状,实现了各种参数下的速度曲线,并且保证电梯在速度、加速度和加速度变化率连续条件下的平层精确;随后讨论了S型速度曲线的实现方法,提出了曲线状态转换、变采样周期等方法;最后对所提出的曲线生成和实现方法进行了测试,确保其满足控制要求。

基于带约束S型速度曲线的机械手笛卡尔空间轨迹规划

针对机械手在笛卡尔空间中轨迹规划问题,设计基于S型速度曲线的空间直线和空间圆弧插补算法。增加路径长度约束,将S型速度规划分为七段式、六段式、五段式和四段式4种类型;建立基于四元数的直线与圆弧运动的位姿模型,并采用弧长增量法插补技术实现轨迹规划。在六自由度机械手实时控制平台上进行了实验验证。结果表明:该算法可实现在路径长度约束下速度和加速度的自动调整;该算法可保证机械手末端加速度连续,有效减少冲击。

S型速度规划下NURBS曲线双向插补算法

为了避免NURBS曲线单向插补算法中加速度突变过大、减速点定位不准确、低速拖尾补偿等弊端,提出一种S型速度规划下的双向插补算法.基于曲线预插补点自适应速度集合筛选出减速终点;利用正反插补的互逆性简化了S型速度规划计算;详细论述了实时插补流程;在双向插补交叉区域,设计一种基于加速度微小突变的简易迭代方法修正预插补参数.通过MATLAB仿真实验表明该算法计算量小,插补点速度和加速度平稳,插补曲线满足加工误差要求.

基于S型速度曲线的机器人连续多轨迹规划

针对工业机器人在笛卡尔空间的多轨迹规划问题,设计出一种基于S型速度曲线的连续多路径平滑过渡算法。根据特征点坐标、半径调节参数和进给速度在路径拐角处建立國弧模型进行转接过渡,并采用四元数对姿态进行插补,建立空间直线与圆弧的位姿模型。在MATLAB平台上与首末速度为零的传统S型速度控制算法进行了连续多轨迹仿真实验对比。结果表明:与传统加减速控制算法相比,该算法的执行效率可提高近37.1%,并可实现多路径段间的平滑过渡,大大减少了机械冲击。

堆垛机速度控制策略对比研究

文章分析了自动化立体仓库堆垛机现有的多段调速、速度闭环和位移闭环等控制方式,发现多段调速控制方式具有立柱振幅太大、速度易突变和运行时间长等问题;而单一速度闭环控制系统需要低速运行一段距离,以降低作业效率;位移内嵌速度闭环控制系统虽然定位精确、动态响应快,但速度突变容导致货物倒塌事故。针对以上问题,提出了采用S型速度曲线控制的方式,以提高堆垛机运行的快速性、安全性和定位精度。然后在Matlab/Simulink模块中建立立柱摆动的二阶仿真模型,由仿真比较可得,S型速度曲线控制方式下速度减少了7.6%,振幅降低了8.3%,所以该方式具有更好的快速性、平稳性和定位精度效果,尤其在中长距离的时间优化方面效果明显。

基于Machinekit的S型曲线前瞻规划算法

针对Machinekit运动控制平台的速度规划算法存在的加速度突变,拐点速度不平滑等缺点,提出了一种计算简单,速度变化更加平滑,基于剩余位移量前瞻的S型速度规划算法及其离散化计算优化的方法。在分析Machinekit运动控制架构和规划算法的基础上,重新设计其速度规划算法和添加前瞻计算模块,并通过比较离散化与连续化计算情况下的优劣来进行算法优化。通过实验平台的测试,S型曲线前瞻规划算法能够有效地减少机床高速运行中的抖动和速度过冲现象,并且基于Machinekit可适用于不同的数控设备,满足实际工业生产中的运动控制需求。

面向摄影机器人的S型加减速控制算法研究

摄影机器人在运动过程中会产生晃动,导致拍摄画面不符合虚拟演播室的视频标准。为满足虚拟演播室虚景、实景实时合成的要求,提出一种面向摄影机器人的S型加减速控制算法模型。该算法模型能够避免摄影机器人在启停阶段的较大冲击,保证摄影机输出稳定、良好的画面。基于传感器的返回数据,实时调整机器人加速度,在增强系统柔性的同时,减小机器人由于轮胎打滑等因素产生的位移误差,符合虚拟演播室的精度要求。

矿井提升机速度给定曲线的理论分析及实现方法

分析了矿井提升机S型速度给定曲线中各参数的关系及其计算方法，给出速度在行程给定方式下的算式并就最大运行速度发生变化，给出了相应的减速段参数校正方案。

6-UCU并联机器人轨迹规划研究

针对并联机器人笛卡尔空间内位姿插补的轨迹规划问题,设计了一种基于S型速度曲线的笛卡尔空间直线、圆弧与四元数相结合的位姿插补算法.归纳了采用数值法求解6-UCU并联机器人反解的计算步骤,分别对直线、圆弧的位置插补以及基于四元数的姿态插补进行数学推导;分析了7段S型的速度策略,并利用归一化时间算子的方式求出了位置插补与姿态插补相结合的齐次变换矩阵;通过Simulink进行仿真验证.结果表明:该算法可以成功被应用在并联机器人上,运用该算法的并联机器人动平台的几何中心点速度、加速度均满足S型加减速变化规律.该算法能够降低对并联机器人末端执行器的机械柔性冲击.

二轴联动控制器平面轨迹速度规划问题研究

二轴联动控制器在金属表面刻画图案软件部分的研究,包括轨迹模拟、速度规划、拐角处理和时间最优四个方面问题的讨论。通过分析梯形速度规划算法,指出该算法在运行过程中出现的缺点。同时依据加速度连续原则,采用五段S型曲线的速度控制算法,在拐点处则采用内切圆轨迹近似拟合。经检验,S型速度规划算法一定程度上减小了机械振动噪声和震荡。

高速高加速堆垛机速度控制曲线研究与优化

将以高速高加速堆垛机作为研究对象,采用动力学分析并利用叠加原理得到立柱动态挠曲变形公式,分析影响立柱变形的因素。提出一种新型速度曲线优化控制方案,当进行长距离作业,堆垛机速度可以到达最大设计速度时选择S型速度控制曲线,当运行短距离作业,堆垛机速度无法达到最大设计速度即需减速制动时选择三角函数型速度控制曲线。此方案使堆垛机速度加速度变化连续平滑,抑制立柱变形而产生摆动,提高堆垛机稳定性。

基于速度前瞻的双轴直线电机交叉耦合控制策略

为进一步提高双轴直驱型工作平台的加工精度,减小平面轮廓误差,并增强整体系统结构鲁棒性和响应速度,提出一种基于速度前瞻型双轴直线电机交叉耦合控制策略。首先建立基于双轴直线电机的数学模型,并改进自适应插补算法,设计能够适应广泛路径类型的交叉耦合轮廓误差控制器。同时利用双环滑模控制算法设计单轴电机控制器,该控制器可以提高电机对干扰做出反应的速度,并及时调整输出。为降低机械冲击和结构振动,利用速度前瞻控制器,提前根据曲率变化对路径进行S型速度规划,给出插补速度,实现了柔化运动过程,减小系统机械振荡的目的。实验结果表明,该控制方法能够明显地提高系统的控制性能,减小系统的轮廓误差,提高控制精度。

改进型双工位螺丝锁付机器人设计

针对生产线上的工件螺丝锁付效率低下,现有螺丝锁付机器人获取工件螺孔坐标困难等问题,提出了一种基于STM32 ARM Cortex-M3内核单片机的双工位螺丝锁付机器人。利用文件管控芯片,自动提取了出图纸文件中包含的工件螺孔坐标数据,采用S型速度控制算法将电机速度采样进行了量化,分成7个不同阶段进行控制,并结合实际生产经验优化了锁付路径,防止了工件锁付时存在的翘角现象;最后,引入了工业触摸屏,使用Modbus协议搭建了螺丝机人机接口(HMI)系统,改善了人机交互效果。实验结果表明:改进型双工位螺丝锁付机器人工作效率约为95.3%,成功率高达99.2%,提高了工件螺丝锁付效率。

柔索驱动拣矸机器人抓取轨迹规划研究

依据矸石分拣过程和特点,提出一种柔索驱动拣矸机器人的抓取轨迹规划方案。建立柔索驱动拣矸机器人运动学模型,仿真分析验证了模型的正确性,为末端抓斗的运动轨迹是否符合索长变化规律提供判定依据。根据矸石与皮带运输机同步运动的特性、矸石仓位置及拣矸机器人工作空间几何中心受力最佳等条件,将末端抓斗的抓取轨迹规划为启动段、准备段、抓矸段和置矸段;并针对各段不同的运动特点,采用S型速度曲线和五次多项式组合的轨迹规化方法,对末端抓斗的四段运动进行规划。对规划的轨迹方案进行仿真,结果表明,末端抓斗的运动轨迹、速度和加速度连续,索长变化光滑连续,且轨迹参数能适应矸石在皮带运输机上的不同分布情况。

关节型轮胎硫化抓取装置的动力仿真分析

论文针对轮胎硫化工序中装卸轮胎的工作需求,设计出一款关节型的轮胎硫化抓取装置。首先通过S型加减速速度控制算法对装置进行速度规划,求解出装置运转时末端的最大加速度,针对操作机的动力学逆问题运用ADAMS软件进行仿真分析,求解在给定末端点最大加速度运行情况下,各驱动器所必须提供给各主动关节的广义驱动力和关节的受力情况。结果表明,扭矩的变化曲线都较为平稳并未出现跳动以及频繁变向的情况,各关节受力大小合理并无突变和频繁变向的情况。为驱动器的设计提供了理论基础,验证了所设计的轮胎硫化抓取装置结构的可靠性和速度规划的合理性。

自动化立体仓库堆垛机控制的优化设计

为解决自动化立体仓库堆垛机速度和位置控制所存在的问题,对自动化立体仓库堆垛机控制系统进行简单概述并对其现状进行分析。针对堆垛机速度控制方面存在的问题采用S型速度控制曲线解决;针对堆垛机位置控制方面的问题采用模糊免疫算法PID控制算法取代传统PID控制算法,并分别对优化效果进行验证。