单轴电机运动控制实验 实 验 报 告 1 实验目的 理解运动控制系统加、减速控制的基本原理及其常见实现方式(T 曲线模式、S 曲线模 式),理解电子齿轮的相关概念和应用范围,掌握实现单轴运动各种运动模式的方法和设置 参数的含义
2 基础知识 2
1 加减速控制 加、减速控制是运动控制系统插补器的重要组成部分,是运动控制系统开发的关键技术 之一
常见的加、减速控制方式有直线加减速(T 曲线加减速)、三角函数加减速、指数加减 速、S 曲线加减速等
其中,在运动控制器中应用最广泛的为直线加减速和S 曲线加减速算法
1、直线加减速(T 曲线加减速)算法 如图6-1 所示,当前指令进给速度V i+1 大于前一指令进给速度Vi 时,处于加速阶段
瞬时速度计算如下:Vi+1=Vi+aT式中,a 为加速度;T 为插补周期
此时系统以新的瞬时速度V i+1 进行插补计算,得到该周期的进给量,对各坐标轴进行分配
这是一个迭代过程,该过程一直进行到Vi 为稳定速度为止 同理,处于减速阶段时:V i+1=Vi-aT
此时系统以新的瞬时速度进行插补计算,这个过 程一直进行到新的稳定速度为零为止
这种算法的优点是算法简单,占用机时少,响应快,效率高
但其缺点也很明显,从 图1 中可以看出,在加减速阶段的起点A、C,终点B、D 处加速度有突变,运动存在柔性冲击
另外,速度的过渡不够平滑,运动精度低
因此,这种加减速方法一般用于起停、 进退刀等辅助运动中 2、S 曲线加减速算法 S 曲线加减速的称谓是由系统在加减速阶段的速度曲线形状呈 S 形而得来的,采用降速 与升速对称的曲线来实现升降速控制
以下给出 S 曲线加减速的插补递推公式,在此处设插补周期为 T,则在第 i 个插补周期 结束时,位移为 加速度为: 速度为: 上述递推公式中 J 是分区适应的,即: 插补时只需判断当前插补周期所在区间,