[發明專利]一種基于移動平均算法的S曲線加減速控制方法

有效

• 申請號: 201710737399.5
• 申請日: 2017-08-24
• 公開（公告）號: CN107368041B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 陳劉洋
• 申請（專利權）人: 武漢邁信電氣技術有限公司
• 主分類號: G05B19/416
• 分類號: G05B19/416
• 代理公司: 武漢泰山北斗專利代理事務所(特殊普通合伙) 42250
• 代理人: 程千慧

本發明涉及一種基于移動平均算法的S曲線加減速控制方法，包括以下步驟：步驟S1、利用三角函數的泰勒展開式，求得優化前速度v(t)的初步表達式；步驟S2、利用最優解求解算法對優化前速度v(t)的初步表達式中的系數進行計算，得到優化前速度v(t)的最終表達式；步驟S3、采用移動平均算法對v(t)進行優化，得到優化后速度V(t)的表達式。本發明采用基于三角函數的S曲線加減速控制方法，在此基礎上進行滑動平均濾波，運算時間簡短，性能優越，能夠很好的滿足高檔數控系統的加工要求。

技術領域

本發明屬于運動控制領域，具體涉及一種基于移動平均算法的S曲線加減速控制方法。

背景技術

加減速技術是數控系統的關鍵技術之一，算法的優劣直接決定著加工效率和加工精度。一種優秀的加減速算法既可以保證機床在啟動或停止的過程中不發生沖擊、失步、超程和震蕩，也滿足算法簡單，加減速時間短，實時性強的特點。

一般常用的加減速算法包括直線加減速，指數型加減速和S曲線加減速。前兩種雖然算法簡單，但是不能夠進行柔性加工，在加工過程中容易對工件進行沖擊，不能夠滿足高速高精的要求。現在一般的中高檔機床都會實行S 曲線的加減速控制方法，但是普通的7段S曲線加減速也存在計算復雜，而且加加速度Jerk不連續的缺點。

發明內容

本發明的主要目的旨在解決上述問題，提出了一種基于移動平均算法的 S曲線加減速控制方法。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種基于移動平均算法的S曲線加減速控制方法，包括以下步驟：

步驟S1、利用三角函數的泰勒展開式，求得優化前速度v(t)的初步表達式；

步驟S2、利用最優解求解算法對優化前速度v(t)的初步表達式中的系數進行計算，得到優化前速度v(t)的最終表達式；

步驟S3、采用移動平均算法對v(t)進行優化，得到優化后速度V(t)的表達式。

所述步驟S1具體為，利用正弦函數或余弦函數的泰勒展開式進行求導，得到v(t)的初步表達式。

所述步驟S1具體為，利用余弦函數的泰勒展開式得到位移表達式f(t)＝S(t)＝1-b₁t²+b₂t⁴-b₃t⁶+b₄t⁸,對f(t)進行多次求導，分別得到速度表達式f⁽¹⁾(t)＝v(t)＝-2b₁t+4b₂t³-6b₃t⁵+8b₄t⁷，加速度表達式 f⁽²⁾(t)＝a(t)＝-2b₁+12b₂t²-30b₃t⁴+56b₄t⁶和加加 速度表達式 f⁽³⁾(t)＝24b₂t-120b₃t³+336b₄t⁵。

所述步驟S2中，所述步驟S2中，最優解求解算法為遺傳算法。

所述步驟S2中，采用遺傳算法對v(t)的初步表達式中的系數進行計算，得到v(t)的最終表達式的具體步驟包括以下步驟：