运动控制加减速算法(一)
加减速算法是运动控制中的关键技术之一,也是实现高速、高效率的关键因素之一。在工业生产中,一方面要求加工的过程平滑、稳定,柔性冲击小;另一方面需要响应时间快,反应迅速,各个工作环节可以在很短的时间内到达预定的期望值,缩短动作时间,提高效率。在保证控制精度的前提下来提高加工效率,实现加工速度的运动平滑稳定,并使运动速度具有较高的柔性,是目前工业加工中一直要解决的关键问题。当前运动控制系统中常用的加减速算法主要有:梯形曲线加减速、S形曲线加减速、指数曲线加减速、抛物线曲线加减速等。
加减速过程的评价指标
对加减速过程的评价指标主要从以下几个方面进行:
- 采用的加减速算法能够确保足够的轨迹及位置精度,误差应该尽量的小;
- 采用的加减速算法能使运动过程平稳、冲击和振动小,且响应迅速;
- 采用的加减速算法应尽量简单,便于实现,计算量小,实时性强;
各种加减速算法的特点
- 梯形加减速曲线速度阶跃时会发生失步和过冲,以指定精度到达目标位置时,容易激发残余振动;分段直线加减速曲线过渡点处加速度有突变,电机运动存在柔性振动和冲击,且控制系统处理速度慢,适用于加速要求不高的场合;
- 指数曲线加减速算法具有将强的跟踪性,但起点和终点存在加速度突变,高速时稳定性弱;
- S曲线加减速是一种柔性程序较好的控制策略,能让电机性能得到充分的发挥,冲击振动小,但是实现过程比较复杂,计算量相对较大。
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