中文引用格式: 謝翰君,王林,王欽若. 基于動(dòng)力學(xué)的自適應(yīng)多段回溯前推實(shí)時(shí)速度規(guī)劃算法開發(fā)[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用,2023,49(12):120-126.
英文引用格式: Xie Hanjun,Wang Lin,Wang Qinruo. Development of a dynamics-based adaptive multi-segment look-ahead real-time velocity planning algorithm[J]. Application of Electronic Technique,2023,49(12):120-126.
0 引言
在數(shù)控系統(tǒng)中,速度規(guī)劃算法是研究的熱點(diǎn)之一,因?yàn)樗鼘?duì)數(shù)控系統(tǒng)的速度、精度和運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性具有重要的影響[1-2]。在加工復(fù)雜曲線時(shí),為了實(shí)現(xiàn)高效加工,通常希望電機(jī)按照最大加速度盡可能加速,以達(dá)到理想的最大速度。但是,這樣的加減速過程可能會(huì)引起剛?cè)狁詈稀⒅刎?fù)載平臺(tái)的殘余振動(dòng)[3-4],從而影響零件的加工精度和表面質(zhì)量。因此,如何平衡加工平穩(wěn)性和高效性是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的問題,也是眾多學(xué)者長期以來關(guān)注和研究的熱點(diǎn)問題。
文獻(xiàn)[5]充分論述了單段(線段)回溯前推算法,避免了由于速度突變所引起的沖擊,并在嵌入式平臺(tái)仿真測(cè)試了該算法。文獻(xiàn)[6]給出了直線間構(gòu)造圓弧平滑過渡的軌跡規(guī)劃算法,為解決因加工路徑方向改變而引起沖擊的問題提供了較好的解決思路。文獻(xiàn)[7]給出了雙向掃描速度規(guī)劃算法,實(shí)現(xiàn)連續(xù)小線段的速度銜接,但該算法本質(zhì)上屬于離線規(guī)劃,不太適合實(shí)時(shí)高速的應(yīng)用。文獻(xiàn)[8]-[10]通過計(jì)算相鄰小線段拐角處所允許的最大速度,給出微小線段連續(xù)前瞻算法。文獻(xiàn)[11]給出了考慮弓高誤差和向心加速度的自適應(yīng)速率規(guī)劃算法。但上述算法都沒有考慮實(shí)際平臺(tái)動(dòng)力學(xué)的影響,可能會(huì)激起剛?cè)狁詈?、重?fù)載平臺(tái)的殘余振動(dòng),影響零件的加工精度。文獻(xiàn)[12]提出的實(shí)時(shí)速度前瞻算法基于系統(tǒng)模型動(dòng)力學(xué),但該模型僅為一階模型,因此對(duì)于難以建立精確模型的剛?cè)狁詈?、重?fù)載龍門雙驅(qū)平臺(tái)系統(tǒng),該算法可能不太適用。
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作者信息:
謝翰君1,王林2,王欽若1
(1.廣東工業(yè)大學(xué) 自動(dòng)化學(xué)院,廣東 廣州 510000;2.國工信(滄州)機(jī)器人有限公司,河北 滄州 061000)