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基于动力学的自适应多段回溯前推实时速度规划算法开发

作者:谢翰君1,王林2,王钦若1
发布日期:2024-01-26
来源:电子技术应用

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数控系统中,速度规划算法是研究的热点之一,因为它对数控系统的速度、精度和运动平稳性具有重要的影响[1-2]。在加工复杂曲线时,为了实现高效加工,通常希望电机按照最大加速度尽可能加速,以达到理想的最大速度。但是,这样的加减速过程可能会引起刚柔耦合、重负载平台的残余振动[3-4],从而影响零件的加工精度和表面质量。因此,如何平衡加工平稳性和高效性是一个具有挑战性的问题,也是众多学者长期以来关注和研究的热点问题。

文献[5]充分论述了单段(线段)回溯前推算法,避免了由于速度突变所引起的冲击,并在嵌入式平台仿真测试了该算法。文献[6]给出了直线间构造圆弧平滑过渡的轨迹规划算法,为解决因加工路径方向改变而引起冲击的问题提供了较好的解决思路。文献[7]给出了双向扫描速度规划算法,实现连续小线段的速度衔接,但该算法本质上属于离线规划,不太适合实时高速的应用。文献[8]-[10]通过计算相邻小线段拐角处所允许的最大速度,给出微小线段连续前瞻算法。文献[11]给出了考虑弓高误差和向心加速度的自适应速率规划算法。但上述算法都没有考虑实际平台动力学的影响,可能会激起刚柔耦合、重负载平台的残余振动,影响零件的加工精度。文献[12]提出的实时速度前瞻算法基于系统模型动力学,但该模型仅为一阶模型,因此对于难以建立精确模型的刚柔耦合、重负载龙门双驱平台系统,该算法可能不太适用。


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作者信息:

谢翰君1,王林2,王钦若1

(1.广东工业大学 自动化学院,广东 广州 510000;2.国工信(沧州)机器人有限公司,河北 沧州 061000)




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