連續(xù)軌跡動態(tài)前瞻插補算法研究

陳日東，李迪，王世勇，張孫亞（華南理工大學(xué) 機械與汽車工程學(xué)院，廣東 廣州510640）

連續(xù)軌跡動態(tài)前瞻插補算法研究

陳日東，李迪，王世勇，張孫亞
（華南理工大學(xué) 機械與汽車工程學(xué)院，廣東 廣州510640）

傳統(tǒng)連續(xù)軌跡加工過程由于需要頻繁變速而存在加工效率低，精度差的缺點。為此，提出一種面向連續(xù)軌跡的動態(tài)前瞻算法。該算法根據(jù)加工軌跡的幾何特征、誤差、加減速要求，計算出連續(xù)軌跡各段之間銜接處的最大允許速度，實現(xiàn)連續(xù)軌跡的平滑過渡。在基于ARM+DSP+FPGA多核架構(gòu)的獨立式控制器中對所提算法進行了實現(xiàn)和驗證。結(jié)果表明本文所提的動態(tài)前瞻算法與傳統(tǒng)算法相比加工效率提高20%以上。

連續(xù)軌跡；動態(tài)前瞻算法；平滑過渡；運動控制器

現(xiàn)代高端工業(yè)應(yīng)用中，運動控制系統(tǒng)所需要處理的加工軌跡越來越復(fù)雜，速度與精度要求也不斷提高。然而，在傳統(tǒng)的運動控制過程中，控制系統(tǒng)對每段軌跡進行獨立插補，并且每段軌跡的速度規(guī)劃均由零加速到目標(biāo)速度，最終減速停止[1]。在復(fù)雜多軌跡的加工過程中，這種速度規(guī)劃機制不僅給電機、機床帶來了巨大的沖擊，同時還大大降低了加工效率[2-3]。在復(fù)雜的軌跡運動控制中，希望在保證控制的精度前提下，提高加工效率，減少對電機的沖擊[4-6]。因此，在保證控制精度的前提下，如何實現(xiàn)軌跡銜接處的平滑過渡，是解決復(fù)雜軌跡加工的技術(shù)關(guān)鍵[7-8]。為此，文中提出了一種動態(tài)前瞻控制算法。此算法能夠根據(jù)軌跡的幾何特征、加工精度要求以及加減速要求，預(yù)先規(guī)劃軌跡的加工速度以及各段之間銜接處的過渡速度，從而實現(xiàn)復(fù)雜軌跡的平滑過渡。……