[發明專利]一種S型運動曲線規劃方法及系統

在審

• 申請號: 202110593983.4
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113311783A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 林蕭
• 申請（專利權）人: 合肥安迅精密技術有限公司
• 主分類號: G05B19/19
• 分類號: G05B19/19
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 閆客

本發明公開了一種S型運動曲線規劃方法及系統，屬于運動控制技術領域，包括：設定電機運動的基本參數，所述基本參數包括平均加速度、平均減速度、最大速度、運動距離、勻加/減速段與總加/減速段的比值；根據電機運動的基本參數，確定S型運動曲線的各段曲線。本發明使電機運行更加穩定，且算法簡單易實現。

技術領域

本發明涉及運動控制技術領域，特別涉及一種S型運動曲線規劃方法及系統。

背景技術

為使電機運動設定距離，需要對電機進行曲線規劃。電機運動一般都是點對點運動，起始速度和終止速度都為0，因此曲線規劃時不需要考慮初始速度和終止速度。現在需要減小電機大距離移動的時間，因此需設定電機的最大速度為最大轉速，且增大電機運動的平均加/減速度，常用方法包括以下兩種：

(1)5段式S型運動曲線規劃，不需要分類討論且計算簡單，可以用MCU實現。但在使用時容易在加速段的中間位置過流，因為此時速度為額定轉速，且加速度為平均加速度的兩倍，此時電機無法提供所需的輸出轉矩。

(2)標準7段式S曲線規劃，能夠將低最大加速度，解決電機過流問題，但是在規劃過程中加加速度和最大加速度恒定，因此不同的移動距離下，曲線的運動階段數不同，所分情況較多需要分類討論，程序復雜難以用MCU實現。

發明內容

本發明的目的在于克服上述背景技術中的不足，使得電機運行穩定且算法實現簡單。

為實現以上目的，一方面，采用一種S型運動曲線規劃方法，包括：

設定電機運動的基本參數，所述基本參數包括平均加速度a_a、平均減速度a_d、最大速度v′_m、運動距離l、勻加/減速段與總加/減速段的比值為den和num；

根據電機運動的基本參數，確定S型運動曲線的各段曲線。

進一步地，所述根據電機運動的基本參數，確定S型運動曲線的各段曲線，包括：

根據所述平均加速度a_a、所述平均減速度a_d和最大速度v_m，計算加速時間t′_a、減速時間t′_d以及加減速距離s_l；

若s_l≤l，判斷電機運動存在勻速段，并根據所述基本參數，確定所述S型運動曲線的各段曲線；

若s_l＞，判斷電機運動無勻速段，對所述加速時間t_a、減速時間t_d進行修正，并根據所述基本參數，確定所述S型運動曲線的各段曲線。

進一步地，所述根據所述平均加速度a_a、所述平均減速度a_d和最大速度v′_m，計算加速時間t′_a、減速時間t′_d以及加減速距離s_l，計算公式為：

進一步地，所述對所述加速時間t′_a、減速時間t′_d進行修正，包括：

根據所述平均加速度a_a、所述平均減速度a_d、所述加速時間t′_a、所述減速時間t′_d和所述運動距離l，重新計算讀到加速時間t″_a和減速時間t″_d，確定實際最大速度v″_m，計算公式如下：

v″_m＝a_a*t″_a。