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应用状态反馈云数据的变电站巡检机器人S型加减速控制方法 被引量：1
1
作者 剧树春 李来杰 《机械制造与自动化》 2025年第3期201-205,共5页
变电站巡检机器人日常工作过程中,通常利用指数型加减速控制算法生成控制方案,起点存在加减速突变情况,导致速度控制结果加速度变化率较大。提出应用状态反馈云数据的变电站巡检机器人S型加减速控制方法。运用S型控制原理,将机器人加减... 变电站巡检机器人日常工作过程中,通常利用指数型加减速控制算法生成控制方案,起点存在加减速突变情况,导致速度控制结果加速度变化率较大。提出应用状态反馈云数据的变电站巡检机器人S型加减速控制方法。运用S型控制原理,将机器人加减速控制过程划分为11个阶段,构建一个完整的S型加减速控制模型。借助云计算平台和传感器设备,搭建状态反馈云数据采集模块,对机器人实时运行状态进行跟踪。设计包含前馈补偿和反馈补偿两个关键部分的控制器,并确定符合要求的控制参数取值方案,运用粒子群算法进行优化求解,生成巡检机器人S型加减速最优控制参数。实验结果表明:该方法表现出的加速度变化率低于0.2 m/s^(3),满足巡检机器人加减速变化的平滑性要求。 展开更多
关键词 状态反馈 巡检机器人 加减速 s型速度曲线 补偿控制
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多项式加减速的NURBS插补策略研究 被引量：1
2
作者 胡甜 唐清春 +2 位作者 王太子 潘文俊 张万顺 《煤矿机械》 2025年第2期81-85,共5页
为了解决传统方法中的跃度变化引起机床系统产生冲击和振动等问题,提出了多项式加减速的NURBS插补优化方法。首先,采用辛普森积分方法计算出曲线长度,以弓高误差和最大加速度作为约束条件限制曲线各插补点的速度,并在曲率极大值处进行分... 为了解决传统方法中的跃度变化引起机床系统产生冲击和振动等问题,提出了多项式加减速的NURBS插补优化方法。首先,采用辛普森积分方法计算出曲线长度,以弓高误差和最大加速度作为约束条件限制曲线各插补点的速度,并在曲率极大值处进行分段;其次,计算出分段曲线的参数值,对应于多项式加减速规划中的类型和时间;最后,在相同的插补周期下,以某S形试件为例,对该算法与传统的S形加减速算法进行MATLAB仿真对比。结果表明,该算法满足弓高误差、最大加速度等限制条件,规划后的速度和加速度曲线更柔和,跃度曲线连续且有规则变化,从而使得数控机床有良好的加减速柔性。 展开更多
关键词 加减速控制 NURBs插补 s形试件 数控机床
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环形轨道RGV非对称S型速度曲线的应用研究
3
作者 何长江 周德强 +2 位作者 盛卫锋 奚青 陈曲燕 《自动化技术与应用》 2025年第10期17-21,109,共6页
针对轨道式导引车(rail guide vehicle,RGV)复杂轨道的速度控制问题,以环形轨道RGV为研究对象,提出一种非对称S型速度曲线控制方法。首先介绍了RGV控制系统的硬件组成,主要由导航定位模块、动力模块、避障报警模块、电源模块、Wi-Fi通... 针对轨道式导引车(rail guide vehicle,RGV)复杂轨道的速度控制问题,以环形轨道RGV为研究对象,提出一种非对称S型速度曲线控制方法。首先介绍了RGV控制系统的硬件组成,主要由导航定位模块、动力模块、避障报警模块、电源模块、Wi-Fi通信模块组成。然后介绍了非对称S型速度曲线的参数计算方法,建立了非对称S型速度曲线的数学模型。对非对称S型速度曲线和对称S型速度曲线对比仿真结果表明:在完成一次RGV搬运任务中,非对称S型速度曲线的运行时间能减少3.13 s,效率提升约11.81%;搭建基于PLC控制器的RGV速度控制试验平台,并进行速度控制实验。选择利用编码器实现“位移-速度”双闭环控制,实验结果表明:实际速度曲线的任务时间为23.66 s,与理想速度曲线相比,各段边界条件的最大速度平均误差为0.9%。仿真与实验结果证明该算法能有效解决环形轨道RGV的加减速控制问题。 展开更多
关键词 RGV PLC 加减速控制 非对称s型速度曲线
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融合PID与S型曲线加减速控制算法的智能马桶盖控制策略
4
作者 王春武 张忠盛 +5 位作者 钱远行 钟星鹏 董晓庆 王畅 林一帆 刘春玲 《韩山师范学院学报》 2025年第6期1-8,共8页
针对智能马桶盖运行顿挫和极限位置碰撞问题,提出了基于PID与S型曲线加减速的融合控制策略.通过模糊逻辑实现PID参数动态整定,重构S型速度规划并优化闭环控制,结合状态机实现多阶段协同控制,以确保马桶盖运动全程平滑无振荡.实验结果表... 针对智能马桶盖运行顿挫和极限位置碰撞问题,提出了基于PID与S型曲线加减速的融合控制策略.通过模糊逻辑实现PID参数动态整定,重构S型速度规划并优化闭环控制,结合状态机实现多阶段协同控制,以确保马桶盖运动全程平滑无振荡.实验结果表明,该算法控制下的开盖阶段的加速度变化率(jerk)最大值为0.42°/ms^(3),而闭合阶段为0.37°/ms^(3);极限位置控制中,全开位置角度波动≤0.14°,闭合末端角度变化率约0.8°/ms,远低于碰撞阈值;曲线均方根误差为0.68°,极限位置超调量≤0.12°,定位精度达±0.3°,多工况一致性符合行业标准.与存在卡顿和顶端碰撞震荡现象的传统PID算法相比,该控制策略可使马桶盖运动曲线平滑流畅且无顶端碰撞,有利于延长关键部件寿命,为智能卫浴运动控制提供了创新方案. 展开更多
关键词 马桶盖 PID控制算法 s型曲线加减速 防撞算法
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面向桁架机器人的五段S型加减速算法研究
5
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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数控系统的直线和S形加减速研究 被引量：56
6
作者 陈友东 王田苗 +1 位作者 魏洪兴 潘月斗 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第15期1600-1604,共5页
推导出了用于机器人及机床控制器前加减速的直线加减速和S形加减速的离散采样迭代公式。实际减速点和理论减速点不重合,在减速过程中会出现一段时间的低速运行,为了消除低速运行段,提出了按照实际的剩余长度重新计算加速度和加加速度的... 推导出了用于机器人及机床控制器前加减速的直线加减速和S形加减速的离散采样迭代公式。实际减速点和理论减速点不重合,在减速过程中会出现一段时间的低速运行,为了消除低速运行段,提出了按照实际的剩余长度重新计算加速度和加加速度的算法,对该算法进行了仿真和实验验证,结果表明,该算法可有效地消除减速过程中的低速运行段。 展开更多
关键词 线性加减速 s形加减速 CNC 插补
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全程S曲线加减速控制的自适应分段NURBS曲线插补算法 被引量：63
7
作者 潘海鸿 杨微 +2 位作者 陈琳 谭华卿 孙红涛 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期190-195,共6页
为满足现代数控加工的高速度、高精度要求,提出基于7段式S曲线加减速全程规划的NURBS曲线自适应分段插补算法。该算法根据NURBS曲线几何形状将其自适应分段,并计算曲线段各项参数值、对应S曲线加减速规划(速度规划为17种类型)中加减速... 为满足现代数控加工的高速度、高精度要求,提出基于7段式S曲线加减速全程规划的NURBS曲线自适应分段插补算法。该算法根据NURBS曲线几何形状将其自适应分段,并计算曲线段各项参数值、对应S曲线加减速规划(速度规划为17种类型)中加减速类型和自适应调整速度曲线加减速时间。在固定插补周期下,与单独自适应算法、5段式S曲线加减速控制方法的仿真结果相比,在满足加速度与加加速度限制条件,且最大弦高误差不超过0.5μm时,该算法插补精度高于单独自适应算法,与5段式S曲线加减速控制方法近似,且其全程平均进给速度比5段式S曲线加减速控制方法平均进给速度提高21.7%,达到594mm/s。 展开更多
关键词 自适应 分段插补 s曲线加减速控制 NURBs曲线
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数控系统S曲线加减速规划研究 被引量：75
8
作者 石川 赵彤 +1 位作者 叶佩青 吕强 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期1421-1425,共5页
在高速数控加工过程中,为避免机床在启动或停止时出现冲击、超调或振荡等现象,并提高加工效率和精度,提出S曲线加减速规划方法,根据轨迹段的特征,归纳出规划中可能出现的8种S曲线加减速方式。针对每种方式,采用解析式或者迭代法的方法,... 在高速数控加工过程中,为避免机床在启动或停止时出现冲击、超调或振荡等现象,并提高加工效率和精度,提出S曲线加减速规划方法,根据轨迹段的特征,归纳出规划中可能出现的8种S曲线加减速方式。针对每种方式,采用解析式或者迭代法的方法,给出了详细的数学描述,并进行仿真求解。 展开更多
关键词 高速加工 速度规划 s曲线加减速 数控系统
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数控系统的直线和S形加减速离散算法 被引量：18
9
作者 陈友东 魏洪兴 王琦魁 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期567-570,共4页
提出了一种新的直线和S形加减速控制算法,给出了直线和S形加减速的速度迭代公式。程序段长度不能满足理论上加减速计算的时间分割条件,即理论减速点和实际减速点不重合,这导致在减速阶段结束时需要低速运行一段时间。在插补开始时根据... 提出了一种新的直线和S形加减速控制算法,给出了直线和S形加减速的速度迭代公式。程序段长度不能满足理论上加减速计算的时间分割条件,即理论减速点和实际减速点不重合,这导致在减速阶段结束时需要低速运行一段时间。在插补开始时根据加速度重新计算速度,以保证该速度运行时能够保证插补路径的长度刚好是直线段的整数倍。以此速度重新计算加速度和加加速度,并将其用于加减速运动,可以避免处理"尾巴"。根据采样次数决定加减速,可以避免预测减速点。 展开更多
关键词 直线加减速 s形加减速 CNC 插补
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多轴联动线性插补及其“S加减速”规划算法 被引量：28
10
作者 付云忠 王永章 +1 位作者 富宏亚 路华 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2001年第9期9-11,共3页
文章将速度的S曲线加减速规划算法用于多轴联动线性插补的前加减速处理 ,推导了插补迭代公式 ,并给出了实现算法。将该规划算法用于多坐标联动纤维缠绕机的数控系统中 ,效果很好。
关键词 线性插补 s曲线速度规划 加减速 算法 纤维缠绕机 数控系统
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NURBS曲线S形加减速寻回实时插补算法 被引量：16
11
作者 刘献礼 周肖阳 +2 位作者 李茂月 丁云鹏 丁文彬 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期183-192,共10页
针对高速高精加工中传统的NURBS算法沿曲线方向进行单一插补时,曲线的弧长与参数之间无精确的解析关系、进给速度又总是受到非线性变化的曲线曲率约束,导致基于S型加减速进行NURBS插补时,曲线长度的实时计算以及对减速点的预测十分困难... 针对高速高精加工中传统的NURBS算法沿曲线方向进行单一插补时,曲线的弧长与参数之间无精确的解析关系、进给速度又总是受到非线性变化的曲线曲率约束,导致基于S型加减速进行NURBS插补时,曲线长度的实时计算以及对减速点的预测十分困难,无法获得曲线余下部分的速度约束信息,而且在进行实时插补的过程中可能出现计算负荷过大、导致数据饥饿的现象,影响整个系统的实时性。针对以上问题,提出了一种寻回插补实时算法。该算法不依赖于曲线弧长的精确计算,采用正向与反向同步插补的方法。在前瞻插补模块中先对曲线进行逆向插补,确定正反向插补的校验点,以及正向插补所需的相关信息;在实时插补模块中,通过对比校验点的速度,判断是调用逆向插补的数据还是继续进行正向插补,从而实现满足速度约束条件的最优插补。该算法无须求解高次方程并可以保证以确定的速度通过曲率极值点和曲线终点,很好地保证了插补过程中的实时性。通过插补实例证明了算法简单高效、适应性以及实时性好,能够满足高速高精度数控加工的要求。 展开更多
关键词 NURBs运动控制 实时插补 高速加工 s型加减速
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一种适用于前瞻的高精度7段式非对称S曲线加减速控制 被引量：14
12
作者 潘海鸿 杨增启 +3 位作者 陈琳 董海涛 谭华卿 钟文 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2015年第7期1024-1030,共7页
提出采用一种7段式非对称S曲线加减速控制方法,根据轨迹段的特征推导和规划实际应用中可能出现的8种类型加速度曲线。考虑到工程应用中离散实现上述算法时存在精度损失,提出插补时间圆整和插补点参数内部整数计算方法的精度控制策略以... 提出采用一种7段式非对称S曲线加减速控制方法,根据轨迹段的特征推导和规划实际应用中可能出现的8种类型加速度曲线。考虑到工程应用中离散实现上述算法时存在精度损失,提出插补时间圆整和插补点参数内部整数计算方法的精度控制策略以满足高精度的控制要求。基于浮点双精度型TI DSP67系列芯片的控制器硬件平台,对所提出的加减速控制方法和精度控制策略进行实验验证。实验结果表明:该算法能够有效规划8种类型的加减速曲线,并且根据精度控制策略得到的轨迹位置计算精度能达到0.01μm。 展开更多
关键词 非对称s曲线 加减速控制 前瞻控制 计算精度
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基于加减速时间控制的S形速度规划新算法研究 被引量：15
13
作者 郑仲谦 王兴飞 +1 位作者 李松 李迪 《机电工程》 CAS 2014年第4期425-430,共6页
针对使用S形曲线加减速控制的7阶段模型时参数设定复杂以及使用困难的问题,提出了基于加减速时间控制的5阶段S曲线柔性加减速控制方法。S形曲线加减速控制的7阶段模型可以解决直线加减速方法中加速度、速度不连续导致的冲击问题,但是其... 针对使用S形曲线加减速控制的7阶段模型时参数设定复杂以及使用困难的问题,提出了基于加减速时间控制的5阶段S曲线柔性加减速控制方法。S形曲线加减速控制的7阶段模型可以解决直线加减速方法中加速度、速度不连续导致的冲击问题,但是其规划参数的设定复杂,使用过程中容易出错。通过对原有的S形曲线加减速控制的7阶段模型进行分析,建立了加减速时间与加速度、加加速度的函数关系,在保证速度控制平稳运行的前提下,使参数设定大大简化,使用更为方便;同时,解决了基于加减速时间控制的规划方法无法适用的问题。仿真结果表明,利用基于加减速时间控制的5阶段模型控制方法可以在保证加速度、速度曲线连续,提高系统柔性的前提下,使参数设定更为简单直观,具有较高的实际应用价值。 展开更多
关键词 s曲线柔性加减速 加减速时间 规划算法
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CNC系统中“S曲线加减速”规划算法的研究与实现 被引量：9
14
作者 杨存祥 曹玲芝 +2 位作者 高永田 丁守强 崔光照 《铸造技术》 EI CAS 北大核心 2006年第9期988-991,共4页
速度控制、位置控制、多轴联动、直线插补和圆弧插补等是开放式CNC(Computer numerical control)系统的关键技术。运动过程中的升降速控制是高档CNC系统开发中的一大技术难题。优良的升降速控制能在很大程度上提高加工精度。对S曲线加... 速度控制、位置控制、多轴联动、直线插补和圆弧插补等是开放式CNC(Computer numerical control)系统的关键技术。运动过程中的升降速控制是高档CNC系统开发中的一大技术难题。优良的升降速控制能在很大程度上提高加工精度。对S曲线加减速算法进行了深入的理论和应用研究,通过该算法使系统的速度变化尽可能的平稳,实现系统加减速的柔性控制,减少对电机的冲击,延长整个系统的使用寿命。应用于工业PC、基于TMS320LF2407A的运动控制器、Lexium17D伺服驱动器和伺服电机组成的伺服系统中,其效果明显优于“梯形曲线加减速”。 展开更多
关键词 加减速 s曲线 运动控制
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S曲线加减速控制新方法的研究 被引量：51
15
作者 李晓辉 邬义杰 冷洪滨 《组合机床与自动化加工技术》 2007年第10期50-53,共4页
直线加减速方法由于加速度不连续易造成冲击,传统的S曲线加减速实现方法可克服这一不足,但分段较多,程序实现较复杂。针对上述问题,提出了S曲线加减速控制的新方法,将加减速过程划分为五个阶段,并给出其加加速度、加速度、速度、位移的... 直线加减速方法由于加速度不连续易造成冲击,传统的S曲线加减速实现方法可克服这一不足,但分段较多,程序实现较复杂。针对上述问题,提出了S曲线加减速控制的新方法,将加减速过程划分为五个阶段,并给出其加加速度、加速度、速度、位移的计算表达式,根据路径段长度进一步建立了S曲线加减速控制算法。仿真结果表明,该方法能保证速度、加速度的连续,有效提高了系统的柔性,同时简化了算法的实现。 展开更多
关键词 s曲线加减速 控制方法 柔性
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单片机控制步进电机按S形曲线升降频设计 被引量：17
16
作者 曹东杰 韩峰 任云燕 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2006年第2期157-159,共3页
分析了步进电机升降频时发生失步、过冲的原因,提出了一种单片机控制的步进电机按S形曲线升降频的方法。该方法能有效提高定位系统定位的快速性和准确性且不必改变系统的硬件;同时可降低对步进电机功率的要求,降低系统功耗。文中以一个... 分析了步进电机升降频时发生失步、过冲的原因,提出了一种单片机控制的步进电机按S形曲线升降频的方法。该方法能有效提高定位系统定位的快速性和准确性且不必改变系统的硬件;同时可降低对步进电机功率的要求,降低系统功耗。文中以一个二维角度定位系统为例介绍了该方法的应用实现,试验结果表明同一系统在采用S形曲线升降频时的定位精度明显提高。 展开更多
关键词 步进电机 升降频 单片机 s形曲线
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S曲线加减速速度控制新方法 被引量：13
17
作者 胡磊 林示麟 +1 位作者 徐建明 董辉 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2010年第1期22-26,34,共6页
依据数控加工的实际条件,提出了一种新型的S曲线加减速算法。在单段路径中,通过选取的初速度和末速度,计算得到加速区、匀速区和减速区的时间长度,消除了一般S曲线加减速方法在单一路径中初速度和末速度相同的约束。在多段路径中,分析... 依据数控加工的实际条件,提出了一种新型的S曲线加减速算法。在单段路径中,通过选取的初速度和末速度,计算得到加速区、匀速区和减速区的时间长度,消除了一般S曲线加减速方法在单一路径中初速度和末速度相同的约束。在多段路径中,分析了拐角处夹角大小和路径长度对速度的限制条件,进而采用移动窗口策略得到预处理段内各拐点速度。通过实例仿真,表明该方法在单段和多段路径加工过程中能有效缩短加工时间。 展开更多
关键词 s曲线 加减速算法 速度限制
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一种预判插补时间的S形加减速插补算法 被引量：9
18
作者 唐小琦 何王勇 李勇波 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第23期2794-2797,2801,共5页
在分析S形加减速控制7段模型的基础上,为实现加速度和加加速度限制下插补后位移、速度、加速度同步为零,提出了一种预判S形加减速各段插补时间的算法,并对算法的实现进行了详细的论述。对任意位移、速度组合线段进行测试表明:算法正确... 在分析S形加减速控制7段模型的基础上,为实现加速度和加加速度限制下插补后位移、速度、加速度同步为零,提出了一种预判S形加减速各段插补时间的算法,并对算法的实现进行了详细的论述。对任意位移、速度组合线段进行测试表明:算法正确、运算效率高,适合插补前加减速控制。 展开更多
关键词 s形加减速 插补算法 加加速度 数控
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柔性S型加减速控制算法研究 被引量：24
19
作者 刘筱 吴文江 郑飂默 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2014年第3期66-68,72,共4页
为满足高速高精数控加工的要求,提出了一种柔性S型加减速控制模型。该模型能够减少加工过程中机床振动,避免产生较大的冲击。本文结合控制的思想,为不同路径设置不同的加加速度最大值。通过相邻路径间的夹角对最大加加速度进行调节,进... 为满足高速高精数控加工的要求,提出了一种柔性S型加减速控制模型。该模型能够减少加工过程中机床振动,避免产生较大的冲击。本文结合控制的思想,为不同路径设置不同的加加速度最大值。通过相邻路径间的夹角对最大加加速度进行调节,进而实现对系统的柔性控制。实验结果表明,该算法在避免较大冲击的前提下,能够实现路径间的高速衔接,有效提高了加工效率。 展开更多
关键词 s型加减速 加加速度最大值 柔性控制
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S曲线加减速算法研究 被引量：65
20
作者 郭新贵 李从心 《机床与液压》 北大核心 2002年第5期60-62,共3页
S曲线加减速是高档CNC系统中的一项重要功能。本文对S曲线加速度算法进行了深入的研究 ,给出了加加速度、加速度、速度、位移的计算通式 ,并对各种情况进行了讨论 ,通过一个计算实例表明 ,本文所给出的S曲线加减速算法克服了传统加减速... S曲线加减速是高档CNC系统中的一项重要功能。本文对S曲线加速度算法进行了深入的研究 ,给出了加加速度、加速度、速度、位移的计算通式 ,并对各种情况进行了讨论 ,通过一个计算实例表明 ,本文所给出的S曲线加减速算法克服了传统加减速算法中的缺点 ,速度在变化过程中十分平滑 。 展开更多
关键词 加减速 s曲线 数控系统 算法
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