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专利号: 2013102380693
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2023-08-24
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高精度变插补周期的多轴联动运动控制方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:

1)设定采用指数规律加减速算法建立加速度表α0,α2,...,αL,及其对应的速度表V0,V2,...,VL,利用指数规律加减速算法与电机参数相结合建立步长表l0,l2,...,lL;当X轴为长轴时,当前线段L足够长,结合X轴的速度规划得到的起始速度v0和结束速度v1,计算得到X轴加速、减速、匀速阶段所需长度为Nxi0、Nxi2、Nxi1;Y轴为长轴时每一个阶段运动的长度计算方法与X轴相同;

2)首先确定固定插补时间T,计算X轴的第i个插补周期中的脉冲数nxi:

nxi=T*Vxe (1)其中,Vxe是当前X轴的速度的值,将nxi圆整后得到n'xi,然后反过来计算X轴的第i个插补周期Txi:Txi=n'xi/Vxe (2)然后将本次插补周期放入X轴插补周期队列中,脉冲数n'xi放入X轴脉冲队列中;

再计算Y轴的第i个插补周期中的脉冲数nyi:

nyi=Tyi*Vye (3)其中,Vye是当前Y轴的速度的值,将nyi圆整后得到n'yi,Tyi为X轴当前的插补周期Txi与上一次Y轴圆整时舍去时间ΔTyi-1的和,将圆整过程中舍去的小数部分对应的时间ΔTyi保存,将其加在下一个插补周期计算Y轴的脉冲数的Txi+1中作为下一次的插补周期,然后将本次插补周期放入Y轴插补周期队列中,脉冲数n'yi放入Y轴脉冲队列中。

2.如权利要求1所述的一种高精度变插补周期的多轴联动运动控制方法,其特征在于:所述步骤2)中,公式(1)中Vxe的确定方法如下:在步骤1)中加速阶段的步数是Nxi0,将从第一个插补周期计算得到的脉冲数n'x0加上之后每一次插补计算得到的脉冲数保存在NLx中,直到NLx>Nxi0,进入匀速阶段,在加速过程中,Vxe的值将发生变化,当第i个插补周期计算结束,速度Vxe就应该被更新为:Vxe=Vxe+αm*n'xi (4)其中αm的下标m是通过更新前Vxe与速度表中的速度的比较得到的最接近Vxe的Vm下标,如果Vxe大于Vm+1,则下标改为m+1。

3.如权利要求1或2所述的一种高精度变插补周期的多轴联动运动控制方法,其特征在于:在步骤1)中匀速阶段的Nxi1需要重新计算:Nxi1=Nxi1-(NLx-Nxi0) (5)在匀速阶段Vxe=VL恒定不变,其大小为VL,同时加速度下标始终为L,当每一次插补计算结束后都会将得到的脉冲数加入到NLx中,直到NLx>Nxi1,此时将当前一次的插补计算结果舍去,以便进入减速阶段时剩余的步长数大于等于Nxi2。

4.如权利要求1或2所述的一种高精度变插补周期的多轴联动运动控制方法,其特征在于:在步骤1)中减速阶段的所需运动的距离是Nxi2=L-NLx,当每一次插补计算结束后都会将得到的脉冲数加入到NLx中,直到NLx≥L;在减速过程中,Vxe的值将发生变化,当第i个插补周期计算结束,速度Vxe就应该被更新为:Vxe=Vxe-αm*n'xi (6)其中,αm的下标m是通过更新前的Vxe与速度表中的速度的比较得到的最接近Vxe的Vm下标,然后如果Vxe小于Vm,则下标改为m-1,直到当前的速度变为最小值V0,然后按照最小速度运行的该线段的结束。

5.如权利要求1或2所述的一种高精度变插补周期的多轴联动运动控制方法,其特征在于:所述运动控制方法还包括以下步骤:

3)使用回溯周期分配法更新步骤2)中Y轴的插补周期Tyi=Tyi+ΔT/n,n为总的插补次数,ΔT是回溯周期误差;

当DSP要在每个插补周期中发送脉冲时,需要计算对应的脉冲频率为:

X轴的频率是:Pxi=n'xi/Txi (7)

Y轴的频率是:Pyi=n'yi/Tyi (8);

从而设置X轴和Y轴对应定时器的周期。

6.如权利要求5所述的一种高精度变插补周期的多轴联动运动控制方法,其特征在于:所述回溯周期分配法的处理过程为:一条线段的插补计算结束,将此过程中的X轴的所有插补周期相加得到总时间Txall,将Y轴的所有插补周期相加得到总时间Tyall,由于每一次插补周期的计算都存在误差,所以Txall必定不等于Tyall,所以计算得到误差时间ΔT=Txall-Tyall,然后将ΔT平均分配到每个Y轴的插补周期中,更新之前计算得到的Y轴的插补周期Tyi=Tyi+ΔT/n,n为总的插补次数。