[發(fā)明專利]一種基于分段濾波與限制加加速度的直線加減速控制方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010637796.7 | 申請日： | 2020-07-01 |
| 公開（公告）號： | CN113885443A | 公開（公告）日： | 2022-01-04 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 王家恒;封雨鑫;高云峰 | 申請（專利權(quán)）人： | 大族激光科技產(chǎn)業(yè)集團股份有限公司;深圳市大族智能控制科技有限公司 |
| 主分類號： | G05B19/416 | 分類號： | G05B19/416;G05B19/41 |
| 代理公司： | 深圳市世聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44385 | 代理人： | 汪琳琳 |
| 地址： | 518000 廣東*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 分段 濾波 限制 加速度 直線 減速 控制 方法 | ||
本申請實施例屬于數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于分段濾波與限制加加速度的直線加減速控制方法。本申請?zhí)峁┑募夹g(shù)方案包括如下步驟：根據(jù)運動條件獲取濾波補償增量；獲取邊界條件下的插補增量；通過條件判斷運動的時間狀態(tài)，獲取實際運動過程中能達到的最大速度、最大加速和最大減速度；利用加加速度分段獲取加減速過程中的濾波長度；利用直線加減速的方法對連續(xù)的速度規(guī)劃進行離散化處理，以提升運動的插補精度。通過直線加減速的計算規(guī)劃，容易對運動過程進行離散化；通過分段濾波，實現(xiàn)加速度的平滑過渡，防止運動過渡時出現(xiàn)沖擊振動，使運動更加合理，即使加速時間與減速時間相差較大，也不會出現(xiàn)過渡濾波的現(xiàn)象。
技術(shù)領(lǐng)域
本申請涉及數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說，特別涉及一種基于分段濾波與限制加加速度的直線加減速控制方法。
背景技術(shù)
數(shù)控機床在工作過程中需要按照預(yù)設(shè)的軌跡進行運動，為了減少在拐角或者啟停位置處的沖擊或震蕩現(xiàn)象，必須對機床進行合理的加減速控制，以此提升機床的加工效率和使用壽命。
運用于數(shù)控系統(tǒng)中的加減速控制方法有很多，如常規(guī)的直線減速，七段S形加減速，三角函數(shù)加減速等控制方法。常規(guī)的直線減速模型計算量小，加速和減速效果明顯，因而運動效率比較高，但是其產(chǎn)生的加速度有跳變現(xiàn)象，對機床的沖擊力較大，因而只適用于低速運動控制過程。七段S形加減速控制模型構(gòu)造相對較為復(fù)雜，該方法通過使加速度逐步上升或下降，從而實現(xiàn)加速度連續(xù)的效果，對降低運動過程中產(chǎn)生的沖擊力有較好的效果，但計算得到的運動時間通常不是插補周期的整數(shù)倍，如果在最后一個周期插補積分時間不足一個周期的位移量，則運動會發(fā)生突變，如果忽略最后一個插補周期，則運動不夠準確，由于模型在構(gòu)造時有較多參數(shù)限制，難以消除該現(xiàn)象。三角函數(shù)加減速控制方法，其加速度和加加速度都是連續(xù)的，因而運動的平滑性較好，但需要通過查表的方式來實現(xiàn)計算，計算效率不夠高，模型只在一個時間點達到最大加速度，運動響應(yīng)不夠迅速，因而加減速的效率相對較低。基于濾波技術(shù)的直線加減速模型具有較好的運動特性，但一般模型用一個濾波長度對加速和減速過程進行濾波平滑，當(dāng)加速時間和減速時間相差加大時，濾波后的效果較差。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于分段濾波與限制加加速度的直線加減速控制方法，解決現(xiàn)有濾波技術(shù)濾波后的效果較差的技術(shù)問題。
為了解決以上提出的問題，本發(fā)明實施例提供了如下所述的技術(shù)方案：
一種基于分段濾波與限制加加速度的直線加減速控制方法，其特征在于，包括如下步驟：
根據(jù)運動條件獲取濾波補償增量；
獲取邊界條件下的插補增量；
通過條件判斷運動的時間狀態(tài)，獲取實際運動過程中能達到的最大速度、最大加速和最大減速度；
利用加加速度分段獲取加減速過程中的濾波長度；
利用直線加減速的方法對連續(xù)的速度規(guī)劃進行離散化處理，以提升運動的插補精度。
進一步地，所述根據(jù)運動條件獲取濾波補償增量步驟包括：
根據(jù)機床的運動路程、最大允許速度、起始速度和末尾速度的運動條件，獲取直線加減速濾波時的數(shù)據(jù)參數(shù)，在單段運動過程中，單段運動包括加速或者減速時，其初始瞬時速度和末尾瞬時速度分別為Vs與Ve，最大加速度為a，目標位移量為Starget，使用滑動均值濾波方法對直線加減速進行濾波處理，使加速度逐步上升或下降，消除加速度突變，則第i個插補周期濾波后的速度可以表示為：
式中，F(xiàn)i為離散后的插補速度
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