基于ADAMS的装车机器人运动分析

为了提高装车机器人的运动平稳性,采用UG和ADAMS软件联合仿真的方式,对装车机器人进行了运动分析。首先利用UG对机器人进行三维建模,并利用ADAMS建立机器人的虚拟样机模型。然后建立梯形曲线、S型曲线的速度模型,仿真分析这两种速度曲线对机器人运行稳定性的影响。针对S型曲线中加速段和减速段加加速度不连续,提出了一种三次S曲线加减速控制算法。仿真结果表明,三次S曲线加减速控制算法能够保证加速度和加加速度的平稳变化,避免产生大的冲击,使机器人运动更加平稳,为机器人的运动控制及优化提供了参考。     

上下料机器人关节速度规划

新兴的高新技术产业和智能化产业推动了上下料机器人的快速发展,但是其运动的平稳性限制着进一步的推广与应用.设计了一种4R上下料机器人.首先建立梯形、7段S曲线加减速控制算法,通过分析这两种算法对机器人运动平稳性的影响,提出了一种新型的S形加减速控制算法.利用ADAMS对三种算法进行仿真分析,结果表明新型的S形加减速控制算法在提高4R上下料机器人的运动平稳性方面更具优势并为4R上下料机器人后续的运动控制分析和优化奠定了基础.     

高速高精度数控系统速度平稳控制策略

针对加工段长度限制达不到指令进给速度的复杂情况,对传统的S型曲线加减速方法进行优化,得到半边S型加减速控制方法.对连续多段加工的不同情况,提出加速度连续衔接的方法,在保证加速度连续的同时,提高加工速度.通过仿真验证该方法对速度控制的效果.结果表明:该方法可以使速度曲线更加平滑,且能提高加工的整体效率,适合高速高精度数控加工的速度控制.     

关于数控系统加减速控制的研究

插补过程中的加减速控制的精度和速度是CNC系统的重要指标,决定了数控系统的性能优劣.在CNC装置中,为了保证机床在启动或停止时不产生冲击、失步、超程或振荡,必须对进给电机的脉冲频率或电压进行加减速控制.重点分析了指定脉冲控制方式下的直线型加减速控制方法和S曲线加减速控制方法.通过计算机仿真表明,直线型加减速方法计算简单,但是存在冲击;S曲线形和复合曲线加减速法不存在冲击,速度适中,但计算复杂.所以根据不同的控制精度、控制速度选择合适的加减速控制方法是很重要的.     

基于五段S型曲线的机械手速度规划策略

针对在工艺加工路径中直角坐标机械手末端合成插补速度保持一致的要求,将五段S型曲线加减速控制方法引入直角坐标机械手的速度控制中,提出了基于五段S型加减控制曲线的预加减速控制方法,研究了算法模型以及在有匀速段和无匀速段情况下的具体加减速控制方法;并且提出了基于增加空走行程的多段连续加工路径衔接点处速度规划策略,给出了具体的速度控制方法和算法公式。仿真表明,所提出的预加减速算法和衔接点速度控制策略能够达到机械手末端合成插补速度在整个加工路径中速度保持一致的要求,并且能够有效降低加工过程中对直角坐标机械手平台的冲击。     

S型速度规划下NURBS曲线双向插补算法

为了避免NURBS曲线单向插补算法中加速度突变过大、减速点定位不准确、低速拖尾补偿等弊端,提出一种S型速度规划下的双向插补算法.基于曲线预插补点自适应速度集合筛选出减速终点;利用正反插补的互逆性简化了S型速度规划计算;详细论述了实时插补流程;在双向插补交叉区域,设计一种基于加速度微小突变的简易迭代方法修正预插补参数.通过MATLAB仿真实验表明该算法计算量小,插补点速度和加速度平稳,插补曲线满足加工误差要求.     

重载混联机床智能加减速控制算法对驱动力的影响

在重载并联机床中,智能加减速控制算法对于驱动力的影响是显著的,但却很少被注意到。该文以一种重载混联机床中的二自由度并联机构为研究对象,利用虚功原理构建机构的动力学模型,通过实验仿真分析不同智能加减速控制算法对并联机构运动输入端驱动力的影响,并针对当前通用的S型加减速控制算法分析仿真,得到重载特性对机床控制的影响因素,最后对现有的S型加减速控制算法进行参数优化。结果表明,优化后的S型加减速控制算法在不影响表面加工质量的前提下,减小了机床在运行过程中的对电动机驱动力的要求。     

基于粒子群优化的改进四次S型加减速控制算法

针对基于传统三次S型加减速算法在数控机床起止端加加速度不连续,存在柔性冲击,以及传统四次S型加减速算法模型繁复,时间复杂度高的问题,设计加加速度曲线在加速区间、减速区间的开始和结束阶段连续不断变化,提高了速度曲线变化的平滑性,减低了工件加工运行时间。同时,提出一种基于粒子群算法的速度规划方法,根据加减速控制模型构建其适应度函数,继而得到加减速规划所需的所有参数。最后通过MATLAB对所提算法进行仿真实验。结果表明：所提算法能有效降低系统的柔性冲击,并提高加工精度和运行效率。     

基于S曲线的步进电机速度与位移控制

采用分段计算和对称性的方法求解S型加减速曲线的速度,简化了计算;给出了不同位移下4段、6段和7段S曲线的速度公式以及关键时间参数的计算;在基于S型加减速算法进行步进电机精确位移控制时,对S曲线进行离散化和量化引起的误差,采用匀速补偿的方法解决;详细论述了基于STM32单片机的S加减速算法的实现方法,给出了验证加减速曲线的实验方法,并根据实验结果着重分析了若在频率转换处关闭定时器会产生频率毛刺的原因,在换频时开启定时器频率毛刺将消失,且不会引起定时输出脉冲的高频干扰。     

工业机器人冲击最优的轨迹规划算法

轨迹规划是工业机器人控制的一个重要组成部分,它对机器人性能的提高有着关键作用,为了解决目前笛卡尔空间轨迹规划加速度不连续,导致机器人运行过程中冲击过大而产生振动、机械磨损、使用寿命缩短等问题,研究冲击最优的轨迹规划算法。用S形速度曲线代替梯形速度曲线,对B样条进行插补,插补后得到笛卡尔空间的位置、速度、加速度参数,反推到关节空间进行仿真验证,仿真结果表明,利用S形速度曲线插补时各关节加速度连续,冲击有了明显减小。     

实轴空间综合约束下的数控加工速度前瞻策略

为了避免数控高速加工中由高曲率区域引起的机床驱动轴的运动突变、机床振动和工件过切,提出了基于实轴空间综合约束的数控加工速度前瞻控制策略.该方法应用切削运动的S形曲线速度规划方案,对机床实轴运动数据进行速度、加速度、冲击约束检测,整体提前寻优确定S形速度前瞻的过程参数,并提出了速度规划节点分离法对切削路径进行分段独立S形曲线速度的规划.仿真和试验表明,采用该方法进行速度前瞻处理时,可使加工速度平滑连续,不仅消除了各驱动轴运动突变引起的冲击振动,而且有效地解决了五轴数控加工中的速度控制问题,因此降低了曲面轮廓误差,满足了高速高精度的加工要求.     

连续微线段柔性加减速自适应前瞻规划算法

针对目前数控加工代码大多是连续微线段的情况,提出一种新型的自适应前瞻规划算法.首先,采用简化的S曲线加减速减少计算时间,提高加工过程的平稳性,并采用二分法求解段内可达到的最高速度;然后,采用识别速度敏感点的方法分割前瞻区间,实现自适应动态规划,进一步优化前瞻区间的终点速度,提高加工效率;最后,通过模拟实验验证算法的可行性.结果表明:相较于传统规划算法与其他前瞻规划算法,文中前瞻规划算法可显著提高加工效率.     

堆垛机立柱动态挠度计算与控制仿真

针对堆垛机立柱在惯性力作用下会产生挠曲变形及摆动的问题,通过对堆垛机结构进行简化,建立立柱的二维模型受力分析图,利用工程力学和材料力学的有关知识详细分析了立柱的动态挠度特性及摆动特性,建立了堆垛机立柱的动态挠度数学模型及摆动方程,得出速度和加速度是影响堆垛机立柱动态挠度和摆动的主要因素;在此基础上借助Matlab软件,分别采用多档调速曲线控制方法和S型速度曲线控制方法对堆垛机的速度、加速度及振幅进行仿真分析。研究结果表明:采用多档调速曲线控制方法时,运行过程中会因速度和加速度的突变而引起堆垛机运行不稳定,而采用S型速度曲线控制方法能够有效减小堆垛机在运行过程中对立柱产生的不稳定冲击,可实现速度的平稳过渡,从而验证了采用S型速度曲线控制方法在减小立柱变形和冲击等方面具有明显的优势。     

基于目标跟踪法的椭圆曲线插补和加减速算法研究

目的 满足椭圆曲线加工高速、高精度要求.方法 深入研究目标跟踪法对椭圆曲线的精确插补,算法结合弓高误差约束,能随椭圆曲线曲率自适应调整进给速度.提出了一种新的三次样条曲线加减速控制方法,该方法使加加速度呈线性变化,极大地减小了加工过程对数控机床造成的冲击.最后采用MATLAB进行实例仿真和性能验证分析.结果 该方法在椭圆轨迹插补过程中,插补最大轮廓误差不大于一个脉冲当量（0.001 mm）,切削进给速度基本保持恒定.结论 该算法运算速度快、误差小,实现了高速、高精度要求.     

多约束条件的NURBS曲线自适应前瞻插补算法

针对数控系统加工过程中的刀具抖动和机床震荡等问题,提出多约束条件的NURBS曲线自适应前瞻插补算法。在预处理阶段,根据曲率变化对NURBS曲线进行分段,速度规划采用改进正弦三角函数加减速算法,获取连续和平滑的加加速度曲线;综合NURBS曲线弓高误差、最大法向加速度和加加速度以及机床动力学等多约束条件对进给速度进行自适应调节。在实时插补中,采用二阶泰勒展开式计算插补参数,实时计算进给速度。仿真结果表明,多约束条件能全面且自适应地处理曲率极值点等特殊位置的进给速度,曲线插补输出的弓高误差小于设定的最大值,满足高速高精的加工要求。     

交流伺服系统脉冲序列位置控制研究

提出了一种针对全数字式交流伺服电机离散控制工作状态下的建模与仿真方法.深入分析了全数字式交流伺服系统的位置脉冲控制工作模式及其表达方式,给出了速度PI控制条件下的全数字式交流伺服电机系统传递函数和系统滞留脉冲传递函数.比较全数字式交流伺服系统对不同周期、不同形状的脉冲控制序列波形响应发现,交流伺服驱动器滞留脉冲造成的速度误差主要与输入脉冲信号的加速度成正比,当速度曲线出现拐点时(加速度突变),速度误差则出现突变,突变的幅度与离散计算的重加速度成正比.这说明如果在运动控制中,必须采用加速度连续变化的加减速控制,才能避免滞留脉冲较大的突变,达到较高的运动控制精度.研究表明,无论速度输入是哪种形式,由模型计算的速度误差与实际测量结果相吻合,证明了提出方法的正确性和实用价值.     

连续时间周期化的NURBS曲线插补及其速度规划

根据机床动力学性能,提前预测NURBS曲线插补时的速度极小值点,以这些点为基准将曲线分段,同时估算每条子曲线的长度.利用捷度阶跃式7段S型加减速规律对每条子曲线进行连续时间域下的速度规划,以插补总时间周期化为原则对连续时间域下的加减速各阶段运行时间做周期化离散处理.为了减小子曲线间衔接速度的波动,提出连续时间域运行时间重新规划的方法.为了减小NURBS曲线实时插补时的速度波动率,提出利用反向二次插补法进行实时插补计算,该方法不需要迭代计算且计算精度较高.仿真实验结果表明,连续时间域重新规划和周期化离散处理方法能够实现捷度满足机床性能要求的S型加减速速度规划,且实时插补阶段的速度波动率能够达到10-6级.     

步进电机S曲线的研究

随着技术的进步和电子技术的发展,合理选择步进电机的升降速运行曲线,在不失步和不发生过冲的前提下,尽量提高其运行速度,对于充分发挥步进电机的工作性能,有着十分重要的意义。文章对S曲线加减速算法进行了深入的研究,推导出了一种实用可行的曲线加减速计算通式,并采用台阶拟合的方法拟合S曲线。实验证实,这种S曲线可以提高步进电动机升降速过程中的平滑性,在变速运行时不会产生失步。     

具有轴向动态约束的NURBS路径进给速度规划

在传统速度规划方法中,轴向加速度约束通常是定值约束,不能充分发挥机床轴向加减速性能,影响加工效率.对此提出了一种新的考虑轴向加速度动态约束的进给速度规划算法.首先,对NURBS曲线路径进行弧长自适应二分离散处理,获得弧长参数和采样点.之后,构建切向速度、加速度、加加速度约束和轴向加速度动态约束的优化模型,对采样点的多约...     

一种新型柔性加减速算法

针对传统的直线加减速和指数加减速算法在进给过程中存在柔性冲击的问题，提出了一种适用于高速进给的新型柔性加减速算法，采用三角函数构造加减速曲线。对这种加减速模式进行了详细的分析和探讨，并提供了一种新型数控进给系统设计方法。