功能梯度材料打印组分转变时平稳控制策略研究

1

作者 彭壮壮 韩硕 +1 位作者 周婧 段国林 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第1期126-130,共5页

随着增材制造技术的快速发展,功能梯度材料的制备已成为该领域研究热点。针对微流挤出制备该材料过程中组分转变程度未能与加减速过程实时匹配,以及成形质量不高的问题,提出了以改进的S形加减速模型为基础,组分转变程度与加减速参数相... 随着增材制造技术的快速发展,功能梯度材料的制备已成为该领域研究热点。针对微流挤出制备该材料过程中组分转变程度未能与加减速过程实时匹配,以及成形质量不高的问题,提出了以改进的S形加减速模型为基础,组分转变程度与加减速参数相匹配为核心的进给控制策略。通过对电机运动进行理论分析,建立了新型S形加减速模型,以灰度为分级标准,利用前瞻算法对转变点进行识别与分类,并以此控制转变点的加减速过程,以使组分转变规律化。通过对比不同控制策略下制备样件的成形质量,验证了该控制策略能够有效地减小机身震动,提高成形质量,材组分转变程度与加减速参数相匹配,为提高功能梯度材料组分转变精度与避免组分突变提供一定借鉴价值。 展开更多

关键词 增材制造 功能梯度材料 组分转变 前瞻算法 S形加减速 参数匹配

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面向桁架机器人的五段S型加减速算法研究

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作者 李锁 孙崇健 李悦宁 《制造业自动化》 2025年第11期114-123,共10页

针对传统S型加减速算法在桁架机器人运料过程中存在速度切换不平滑、冲击较大以及加工效率偏低的问题。对传统五段S型加减速算法进行了改进,提出了一种面向桁架机器人的五段S型加减速算法。首先,以最大加速度为参量,将加速度曲线与正弦... 针对传统S型加减速算法在桁架机器人运料过程中存在速度切换不平滑、冲击较大以及加工效率偏低的问题。对传统五段S型加减速算法进行了改进,提出了一种面向桁架机器人的五段S型加减速算法。首先,以最大加速度为参量,将加速度曲线与正弦函数相结合,简化了五段S型加减速算法模型;其次,在短路径下的速度规划过程中,利用中点牛顿迭代法加快了迭代求解速度并完成速度规划;最后,通过MATLAB仿真和桁架机器人运料实验验证,改进后的算法加速度、加加速度曲线过渡平滑,匀速运行时间延长13.92%,整体的运行时间缩短6.06%,有效地提高了运料的平稳性与运输效率。 展开更多

关键词 五段S型加减速算法 桁架机器人 正弦函数 速度规划 中点牛顿迭代法

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数控系统中伺服系统位置前馈控制器的设计 被引量：15

3

作者 金钊 林宝君 冀群心 《测控技术》 CSCD 北大核心 2010年第8期65-67,71,共4页

针对数控机床运行过程中存在的位置定位精度控制问题,提出了一种基于速度和加速度前馈控制的位置控制器,并采用三角函数加减速控制算法,通过前馈控制器可以使伺服系统获得快速的动态响应,并且通过对位置环比例积分系数的调节,可以保证... 针对数控机床运行过程中存在的位置定位精度控制问题,提出了一种基于速度和加速度前馈控制的位置控制器,并采用三角函数加减速控制算法,通过前馈控制器可以使伺服系统获得快速的动态响应,并且通过对位置环比例积分系数的调节,可以保证系统定位的高精度、无超调。采用Simulink工具软件建立了位置精度控制的仿真模型,得出了相应的仿真结果。验证了本文所设计的位置前馈控制器的工程实用性。 展开更多

关键词 CNC 伺服系统 PID算法 前馈控制 三角函数加减速

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基于函数逼近的三角函数加减速方法 被引量：16

4

作者 李加文 陈宗雨 李从心 《机床与液压》 北大核心 2006年第3期66-67,8,共3页

针对NC系统传统的直线、指数加减速存在冲击、S曲线加减速过程计算复杂的特点,提出了基于函数逼近的三角函数加减速策略。采用逼近误差小、收敛速度快的契比雪夫多项式对加速度正弦函数二阶展开,速度、加减速区间长度等参数则直接利用... 针对NC系统传统的直线、指数加减速存在冲击、S曲线加减速过程计算复杂的特点,提出了基于函数逼近的三角函数加减速策略。采用逼近误差小、收敛速度快的契比雪夫多项式对加速度正弦函数二阶展开,速度、加减速区间长度等参数则直接利用基于二阶多项式的加速度求解,避免了函数逼近误差对参数计算的影响。新方法保证了加速度和加加速度的平稳变化,同时算法简单,工程实用性好。 展开更多

关键词 函数逼近 数控加减速 加减速曲线

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双伺服驱动高速精冲机主传动系统的运动规划 被引量：10

5

作者 华林 叶德金 +1 位作者 汪小凯 刘艳雄 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期6-11,34,共7页

针对高速精冲过程中滑块速度和力能分配急剧变化的特点,提出一种双伺服驱动二自由度七杆机构的高速精冲机主传动系统.通过构造伺服电机柔性加减速函数,使伺服电机速度平滑过渡,结合精冲工艺要求及主传动机构尺寸参数,研究双伺服电机的... 针对高速精冲过程中滑块速度和力能分配急剧变化的特点,提出一种双伺服驱动二自由度七杆机构的高速精冲机主传动系统.通过构造伺服电机柔性加减速函数,使伺服电机速度平滑过渡,结合精冲工艺要求及主传动机构尺寸参数,研究双伺服电机的运动规划方法,得到双伺服电机的运动与冲裁板厚、极限冲裁速度、电机特性的关系函数.利用ADAMS（动力学分析软件）建立主传动系统虚拟样机模型进而对整个精冲的过程进行仿真,分析不同冲裁板厚及不同极限冲裁速度下滑块的运动学特性曲线及伺服电机扭矩曲线.实验结果表明：该运动规划方法能够满足不同冲裁板料精冲工艺要求,降低伺服电机功率,提高精冲机工作效率. 展开更多

关键词 高速精冲机 双伺服驱动 主传动系统 加减速函数 运动规划

原文传递

一种Jerk连续的正弦函数平方曲线加减速算法研究 被引量：7

6

作者 孙建仁 胡赤兵 王保民 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2010年第12期158-161,共4页

针对传统直线加减速和指数加减速算法在进给过程中具有柔性冲击,特别是S曲线加减速存在加加速度不连续问题,提出了一种位移、速度、加速度、Jerk都连续的正弦函数平方曲线加减速算法。通过仿真实验结果表明,正弦函数平方曲线加减速算法... 针对传统直线加减速和指数加减速算法在进给过程中具有柔性冲击,特别是S曲线加减速存在加加速度不连续问题,提出了一种位移、速度、加速度、Jerk都连续的正弦函数平方曲线加减速算法。通过仿真实验结果表明,正弦函数平方曲线加减速算法是一种具有Jerk连续的新型柔性加减速方法。 展开更多

关键词 正弦函数平方曲线 加减速算法 JERK 柔性

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一种加加速度连续的加减速算法研究 被引量：5

7

作者 李明 游有鹏 杨雪峰 《机械制造与自动化》 2021年第1期70-73,共4页

为了对数控运动的高平稳加减速控制,通过分析比较传统加减速的特点,设计了一种加加速度连续的新型高平稳加减速算法。为发挥正弦加减速的高平稳优势,采用切比雪夫多项式逼近正弦函数,构造连续的加加速度方程,得到完整的加减速控制算法,... 为了对数控运动的高平稳加减速控制,通过分析比较传统加减速的特点,设计了一种加加速度连续的新型高平稳加减速算法。为发挥正弦加减速的高平稳优势,采用切比雪夫多项式逼近正弦函数,构造连续的加加速度方程,得到完整的加减速控制算法,具有加加速度连续的特点,运动平稳性优于S形加减速,计算复杂度优于正弦加减速。给出该算法与正弦加减速的对比仿真曲线以及不同参数条件下的加减速控制仿真曲线,经验证表明该算法可以在不同参数条件下实现平滑运动控制,并且计算简单、加减速效率更高,具有良好的实用性。 展开更多

关键词 数控加工 正弦函数 加加速度 加减速规划 柔性

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基于改进三角函数加减速的一步拐角过渡法

8

作者 王太勇 贾松辉 陈木正 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1001-1009,共9页

加减速控制是数控系统的关键技术之一,影响着零件加工时的高效性和平稳性,同时由于传统数控系统在加工复杂的曲线曲面时,需要生成的大量连续微线段,这不仅增加了数控系统的负担,且在拐角处仅G0连续,导致在拐角处频繁加减速和机床振动,... 加减速控制是数控系统的关键技术之一,影响着零件加工时的高效性和平稳性,同时由于传统数控系统在加工复杂的曲线曲面时,需要生成的大量连续微线段,这不仅增加了数控系统的负担,且在拐角处仅G0连续,导致在拐角处频繁加减速和机床振动,降低零件加工效率和加工质量.两步法拐角过渡是先进行轨迹光顺再进行速度规划,不仅步骤繁琐,而且降低了加工效率.因此,针对传统三角函数中最大加加速度只存在峰值导致加工效率降低的问题,本文先对加减速连续性较好的传统三角函数加减速控制算法进行改进,以sin^(2)x作为加加速度的基函数建立加减速规划的模型,并在其运动模型中增加匀加加速度加减速阶段.针对数控加工中连续微线段拐角处加工效率低、插补轨迹连续性低的问题,提出了新的一步法拐角过渡方法.该方法是通过一步法拐角过渡算法在速度规划阶段直接完成轨迹光顺.最后根据轮廓误差和机床各轴动态性能的限制对过渡时间、速度、加速度及加加速度进行约束.实验证明,提出的方法能够进一步提高加工中的加减速柔性,能够利用最大加加速度持续加减速,且在保证加工效率的基础上提高伺服控制的跟随精度,使得误差检测的精度能够满足要求. 展开更多

关键词 拐角过渡 三角函数加减速 柔性加减速 数控系统

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一种新型的伺服系统控制器的设计

9

作者 邹立仁 史志国 佟大鹏 《中国仪器仪表》 2011年第7期41-44,共4页

针对数控机床运行过程中存在的位置定位精度控制问题,设计了一种改进伺服系统内部算法的位置前馈控制器。其仿真结果验证了本文所设计的位置前馈控制器的工程实用性。

关键词 数控系统 伺服系统 伺服电机 位置前馈控制器 三角函数加减速算法

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始末速度不为零的S型加减速时间规划算法研究 被引量：23

10

作者 杨亮亮 许守金 +1 位作者 史伟民 葛宏伟 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第23期199-206,共8页

针对始末速度不为零的非对称S型加减速时间难以规划问题,把加速度曲线分为7个时间段,对关于加速度变化时间的方程组进行分析,化简为一元高次方程,并根据其变化的单调性构造其平方函数,使其转换为单一凸形函数,进而利用牛顿迭代求出其收... 针对始末速度不为零的非对称S型加减速时间难以规划问题,把加速度曲线分为7个时间段,对关于加速度变化时间的方程组进行分析,化简为一元高次方程,并根据其变化的单调性构造其平方函数,使其转换为单一凸形函数,进而利用牛顿迭代求出其收敛值并根据效率最优原则和加速度、速度约束条件进行修正;对匀加速度时间的规划,直接根据其公式特点,转换为一元二次方程进行规划并根据效率最优原则和加速度、速度约束条件进行修正;对于匀速运动时间直接根据一元一次方程的解法进行规划。该算法解决了现有始末速度不为零的S型加减速时间规划过程复杂、繁琐问题,提供了一种简洁、高效的加减速时间规划算法。通过仿真与试验可知,本算法求解效率提高10.8%,插补效率提高1.32%,插补效果满足精度要求,同时证明了该算法简洁、高效、运行稳定、能够满足高速高精数控要求。 展开更多

关键词 时间规划 非对称S型加减速控制 单调函数 牛顿迭代

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基于Sigmoid函数的S型加减速控制方法研究 被引量：10

11

作者 方佳伟 蔡锦达 +1 位作者 姚莹 张大伟 《机电工程》 CAS 北大核心 2018年第9期933-938,共6页

针对机械设备运动的平稳性问题,提出了基于Sigmoid函数的S型加减速控制方法,以减小机械设备启停阶段的抖动以及抖动时间。从位移、速度、加速度以及加加速度等方面论证了该控制方法的可行性;采用非等时离散化的时间规划方法对加减速的... 针对机械设备运动的平稳性问题,提出了基于Sigmoid函数的S型加减速控制方法,以减小机械设备启停阶段的抖动以及抖动时间。从位移、速度、加速度以及加加速度等方面论证了该控制方法的可行性;采用非等时离散化的时间规划方法对加减速的时间分段进行了优化与改进;采用时间与速度数组遍历查询的方法进行了程序设计;通过基于ARM9微控制器的龙门式点样仪进行了实验测试;利用激光跟踪仪对实验进行了测量。研究结果表明:基于Sigmoid函数的S型加减速控制方法相比于阶跃信号控制方法可降低机械设备启停阶段62.5%的抖动,相比于7段加减速控制方法可降低33.3%的抖动时间。 展开更多

关键词 SIGMOID函数 S型加减速 时间规划 ARM9 龙门式点样仪

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用于核酸提取样本容积最优化的等频率运动控制 被引量：1

12

作者 蒋新 姚佳 +4 位作者 李东书 王天一 李金泽 李莹雪 周连群 《中国测试》 CAS 北大核心 2023年第11期157-165,共9页

为实现核酸提取振荡运动下样本容积最优化,将等频率运动控制算法应用于核酸提取过程中,通过提高核酸提取运动过程的平稳性,使振荡运动下核酸样本容积得到有效提升。基于搭建的STM32高精度控制平台,通过等频率离散化的方式控制步进电机使... 为实现核酸提取振荡运动下样本容积最优化,将等频率运动控制算法应用于核酸提取过程中,通过提高核酸提取运动过程的平稳性,使振荡运动下核酸样本容积得到有效提升。基于搭建的STM32高精度控制平台,通过等频率离散化的方式控制步进电机使用Sigmoid曲线实现加减速过程,实现步进电机的平滑、精确控制。提出的等频率离散加减速运动控制算法可解决变速过程中速度变化不平稳问题。对比等时间采样的实验表明,相同实验参数下,采用等频率离散的方式比等时间离散能更快达到目标频率。在精度对比上,采用等频率离散的方式在定位精度上比等时间离散法提高39.47%。在核酸提取应用中,等频率离散法比等时间离散法可有效提高核酸样本容积20.62μL。与传统Sigmoid函数模型实现S型曲线加减速控制算法相比,等频率离散法可提升运动定位精度使抽提过程更加顺滑,有效提高了核酸提取振荡运动下的样本容积。 展开更多

关键词 步进电机 核酸提取 加减速控制 SIGMOID函数 定位精度

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一种加加速度连续平滑的新型柔性加减速控制算法 被引量：4

13

作者 王树峰 孟新宇 杜毅龙 《机床与液压》 北大核心 2024年第6期81-85,共5页

针对数控机床加工微小线段时因加加速度突变而导致精度和效率下降等问题,提出一种新型柔性加减速控制算法。该算法基于正弦函数构建了加加速度连续平滑的运动控制曲线,并通过分析数控机床加工线段的长度和初末速度,实现新型柔性加减速... 针对数控机床加工微小线段时因加加速度突变而导致精度和效率下降等问题,提出一种新型柔性加减速控制算法。该算法基于正弦函数构建了加加速度连续平滑的运动控制曲线,并通过分析数控机床加工线段的长度和初末速度,实现新型柔性加减速算法的速度规划。仿真与实验测试结果表明:与传统S形算法相比,该算法能有效地降低因加加速度突变引起的振动,提高数控加工过程中的平稳性与效率。 展开更多

关键词 数控机床 加减速控制 正弦函数 速度规划

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Jerk曲线连续的改进S型加减速算法研究 被引量：3

14

作者 王盈余 管声启 于资江 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2023年第11期11-14,19,共5页

高精度的运动平台中,冲击是影响运动平台运动精度以及平稳性的重要因素。针对传统S型加减速算法所存在的Jerk曲线存在突变的问题,提出了一种Jerk曲线光滑的高平稳改进S型加减速算法。首先,以具有高柔性的正弦函数为基础,构造Jerk曲线;其... 高精度的运动平台中,冲击是影响运动平台运动精度以及平稳性的重要因素。针对传统S型加减速算法所存在的Jerk曲线存在突变的问题,提出了一种Jerk曲线光滑的高平稳改进S型加减速算法。首先,以具有高柔性的正弦函数为基础,构造Jerk曲线;其次,为了克服嵌入式系统中计算正弦函数困难的问题,应用切夫雪比多项式逼近正弦函数,获得完整的加减速控制算法。在此基础上,进一步推导得出不同条件下各个阶段具体的时间规划;最后,在MATLAB环境中,进行仿真实验。实验结果表明,改进加减速算法的Jerk曲线连续且光滑,可实现不同初始参数下的平稳运行,提高了运动平台的控制精度。 展开更多

关键词 加减速算法 Jerk曲线连续 正弦函数 速度规划 S曲线

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车床变频调速的计算实例

15

作者 张燕宾 《变频器世界》 2005年第11期113-118,共6页

本文介绍了车床的基本特点及其机械特性,并通过实例对于实现变频调速时,如何减小拖动系统的容量进行了讨论。详细介绍了根据车床停机调速的特点,实现两档传动比变频凋速的分析和计算方法。

关键词 普通车床 主运动 进给运动 高速段 低速段 计算转速 传动比 电动机转矩 负载转矩 负载转矩的折算 过载能力 频率给定 基本频率 最高频率 转矩提升 加速时间 减速时间 防止跳闸功能

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应用于指纹图像的三角函数加速核的设计 被引量：1

16

作者 陈炎 袁国顺 刘小强 《电子设计工程》 2019年第1期173-178,183,共7页

在指纹图像实时处理中,通常会用到三角函数的运算,然而业界大多采用软件的方式来实现这个计算过程,导致图像处理效率较低。针对该问题,本文在详细分析了用CORDIC算法实现Sine/Cosine函数和Arctan2函数共同点的基础上,提出了一种基于COR... 在指纹图像实时处理中,通常会用到三角函数的运算,然而业界大多采用软件的方式来实现这个计算过程,导致图像处理效率较低。针对该问题,本文在详细分析了用CORDIC算法实现Sine/Cosine函数和Arctan2函数共同点的基础上,提出了一种基于CORDIC算法计算正余弦、反正切函数的改进方法,采用资源共享的方式共享了两个函数核心的迭代运算部分,以16级流水线结构实现了计算正余弦和反正切两个函数功能。通过与Altera和Xilinx相同流水线结构的正余弦、反正切函数IP进行对比,本文所设计的三角函数加速核在资源开销方面有明显的优势,与C语言软件函数库在计算正余弦、反正切函数的绝对误差分别保持在10^(-4)、10^(-5)的数量级,其对应的运算速度分别为软件的92倍、64.5倍。 展开更多

关键词 指纹图像 三角函数加速核 流水线结构 CORDIC算法

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基于加加速度连续的函数逼近加减速算法 被引量：5

17

作者 黄朝志 王兵兵 +1 位作者 刘赣伟 陈海东 《机械设计与制造》 北大核心 2018年第11期150-153,共4页

三角函数加减速算法在高速高精度插补过程避免了柔性冲击,但速度变化缓慢、计算复杂。在构建加加速度三角连续函数基础上,利用切比雪夫逼近,反推加速度、速度和位置,并分别在长线段加减速与短线段加减速两种情况下推出位移公式。仿真实... 三角函数加减速算法在高速高精度插补过程避免了柔性冲击,但速度变化缓慢、计算复杂。在构建加加速度三角连续函数基础上,利用切比雪夫逼近,反推加速度、速度和位置,并分别在长线段加减速与短线段加减速两种情况下推出位移公式。仿真实验表明,本算法在满足插补精度和柔性要求下,计算简单、插补速度更快。在减速定位段,根据实际剩余加工长度二次计算减速过程的起始速度,构造连续的加加速度函数,再次反推加速度、速度和位移,消除低速定位段,实现快速定位。 展开更多

关键词 计算机数控系统 插补 加减速 加加速度连续 函数逼近 低速定位

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基于三角函数的加减速控制在数控系统上的设计和应用 被引量：1

18

作者 苏军 《机械研究与应用》 2021年第6期186-188,共3页

为减小机床加工过程中启动和停止时的冲击,提高机床的运动平稳性,利用三角函数在数学上无限可导的特性,提出了基于三角函数的加减速控制算法,在自主开发的数控系统上进行了工程化设计和软件代码实现,从机床加工试验和数据分析结果表明... 为减小机床加工过程中启动和停止时的冲击,提高机床的运动平稳性,利用三角函数在数学上无限可导的特性,提出了基于三角函数的加减速控制算法,在自主开发的数控系统上进行了工程化设计和软件代码实现,从机床加工试验和数据分析结果表明设计可行、有效,达到了预期效果,在市场上推广应用,也得到了客户的认可。 展开更多

关键词 三角函数 加减速控制 数控系统 设计 应用

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学龄期肥胖儿童心脏自主神经功能分析 被引量：11

19

作者 易兰芬 文红霞 +2 位作者 黄小力 邱梅 曹晓晓 《中国当代儿科杂志》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期524-528,共5页

目的对学龄期肥胖儿童的心率减速力(DC)、心率加速力(AC)及心率变异性(HRV)进行分析,并观察肥胖儿童体重指数(BMI)与DC、AC及HRV的相关性。方法选取学龄期肥胖儿童108例,其中血脂正常组75例,血脂异常组33例,另选取103例学龄期健康儿童... 目的对学龄期肥胖儿童的心率减速力(DC)、心率加速力(AC)及心率变异性(HRV)进行分析,并观察肥胖儿童体重指数(BMI)与DC、AC及HRV的相关性。方法选取学龄期肥胖儿童108例,其中血脂正常组75例,血脂异常组33例,另选取103例学龄期健康儿童为对照组。对所有受试者行24 h动态心电图检查,分别将肥胖组与对照组、肥胖儿童中血脂异常组与血脂正常组的DC、AC及HRV进行比较,并将肥胖儿童的BMI与DC、AC及HRV进行相关性分析。结果肥胖组的DC、RR间期总体标准差(SDNN)、RR间期平均值的标准差(SDANN)、相邻RR间期差值的均方根(RMSSD)、低频功率(LF)、高频功率(HF)均低于对照组,AC高于对照组(P<0.05)。肥胖儿童中血脂异常组的DC、SDNN、SDANN、RMSSD、LF、HF均低于血脂正常组,AC、BMI高于血脂正常组(P<0.01)。肥胖儿童BMI与DC、SDNN、SDANN、RMSSD、HF呈明显负相关(P<0.05);与AC呈明显正相关(P<0.05)。结论学龄期肥胖儿童的自主神经功能受损,表现为迷走神经张力减低,其中合并血脂异常者以上表现尤为突出。肥胖程度越高,迷走神经张力越低,发生心血管疾病的危险性可能越大。 展开更多

关键词 肥胖 心率减速力 心率加速力 心率变异性 自主神经功能 学龄期儿童

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