精密转台S曲线轨迹规划及高精度控制

为提升精密转台的轨迹运动精度,本文从轨迹规划和运动控制两个方面对传统控制算法进行了改进。轨迹规划方面,推导了S曲线轨迹规划方程,并结合转台动力学约束条件给出了轨迹规划参数的取值方法,从而为运动控制算法提供了满足动力学要求的轨迹指令;运动控制方面,在传统双闭环反馈控制基础上增加了DOB扰动补偿和前馈补偿,以此改善转台的伺服性能,提升转台的运动精度。在详细说明了轨迹规划算法和运动控制算法的设计过程后,对两部分算法进行综合,给出了具体实现步骤,并以谐波转台和RV转台为实验对象进行了多组算法性能测试。实验结果表明:相比于传统控制方法,采用本文提出的方法能够使转台动态精度提升99.6%,稳态精度提升99.75%,从而证实了该算法对运动精度提升的有效性。

多轴联动线性插补及其“S加减速”规划算法

文章将速度的S曲线加减速规划算法用于多轴联动线性插补的前加减速处理 ,推导了插补迭代公式 ,并给出了实现算法。将该规划算法用于多坐标联动纤维缠绕机的数控系统中 ,效果很好。

基于S曲线加减速的NURBS实时插补前瞻控制方法

根据现有S曲线速度规划的插补算法,对影响机床加工的各种因素进行了分析,设计了一种基于动态前瞻的预测S曲线减速点的方法,解决了传统计算减速点存在的误差问题。本算法分为预处理和实时插补两部分,在预处理中将加工曲线按曲率的变化率进行分段,按段的类型进行实时插补,并且在段内进行动态前瞻,预测S曲线第三阶段起点。仿真实验结果表明,该插补算法能够在保证加工精度的前提下,实现速度和加速度的平滑过渡。

面向打磨轨迹的速度规划算法研究

使用机器人进行车身打磨时,打磨轨迹通常来源于人工示教或车身数模提取。为了使打磨轨迹具备连续平滑的速度以及加速度,基于15段S形曲线速度规划算法以及四元数姿态球面线性插值算法,提出位姿解耦的轨迹速度规划预处理方法与流程。并针对实际获取的客车车身构件打磨轨迹进行了验证。

泵控液压垫预加速阶段最优控制策略

针对国产液压垫位置控制精度差,生产效率低的问题,提出了一种基于S型曲线规划方法的最优控制策略。首先,分析了泵控液压垫预加速阶段高精度的控制要求,提出了S型曲线规划方法来减小系统运行过程中的冲击振动;其次,构建了最优控制二次型函数,并设计了基于速度位置复合控制要求的最优控制策略;最后,搭建了泵控液压垫模拟实验台,对提出的控制策略进行试验研究。结果表明,基于S型曲线规划的最优控制策略相比于传统的PID控制,速度和位置控制都可以获得较好的控制效果,将为电液伺服泵控液压拉伸垫的工程推广与应用奠定良好的基础。

用于电火花加工抬刀运动的速度规划算法

电火花加工时,通过采用周期性的抬刀运动来降低放电间隙中的蚀除物浓度,能在改进有效放电率的同时提高加工的稳定性。目前用于电火花加工抬刀运动的速度规划算法,如常数加加速度S形曲线速度规划,其加加速度变化是不连续的,常数加加速度由于阶跃变化会引起机床的冲击和振动,使放电间隙状态变得不稳定,从而导致加工的不稳定。提出了一种用于抬刀运动的连续加加速度的速度规划算法,根据抬刀最大速度、抬刀高度及机床Z轴允许的最大加加速度进行基于连续加加速度的速度规划。通过对该速度规划算法进行的加工比较验证实验可知,运用该速度规划方法可在保证加工效率的基础上,更好地减少对机床的冲击和振动,使加工过程更稳定。

小型位移台的步进电机控制系统设计

针对光学位移台的运动控制要求,设计出一套基于单片机的步进电机驱动控制系统。单片机采用C8051F310,步进电机驱动器采用A3992,单片机通过RS485总线接收上位机命令,并通过SPI总线控制步进电机驱动器A3992的工作模式,通过软件程序实现了步进电机细分运动和S曲线运动,充分满足了光学位移台运行平稳、噪音低、定位精度高的控制要求。

基于ARM的粉料自动仓库智能控制节点开发

基于ARM7芯片LPC2132和功率驱动芯片A3977,设计了一种两轴运动控制卡。给出了该运动控制卡硬件组成以及通讯协议、插补算法等具体实现方案。描述了所设计的粉末物料自动化仓库关键功能的实现方式,以及该运动控制卡作为智能节点在此对象中的实际应用情况。

基于FPGA的LED生产设备Molding机运动控制器设计

对目前多轴联动运动控制器进行了研究,总结其硬件系统结构特点与算法,提出一种基于FP-GA的Molding机双轴联动运动控制器,分析了数据采样插补算法、非对称S曲线加减速规划算法、多段预读轨迹规划算法,并在单片FPGA中实现上述算法,在实验平台上验证了速度规划算法的效果以及插补控制的精度。实验表明,各项指标达到设计要求。对方案成本进行了分析,实践表明该方案达到了缩减器件与人力成本的目的。