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专利号: 2017101540458
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:

1.一种定插补周期的速度规划方法,其特征在于:包括如下步骤:

第一步,以中间点作为拐点对轨迹进行分段,进行速度规划;设置速度规划过程中的限定参数:每一个轨迹轮廓的起始速度Vstart、运动过程中的最大速度Vmax、最大加速度Amax以及插补周期T;

第二步,根据第一步设定好的限定参数,根据每个拐点出的前后三个点的坐标Pi-1(xi-1,yi-1)、Pi(xi,yi)、Pi+1(xi+1,yi+1),起点和终点除外,计算对应拐点处的夹角θi,然后根据拐点处速度与夹角的关系式,确定该拐点的最大允许速度Vcormax_i,i=2、3…n-1;再采用倒推法,从轨迹的最后一点开始计算,将最后一点的速度Vcor_n设置成启动速度,即Vcor_n=Vstart,然后从最后一点开始向倒数第二点,以最大加速度做匀加速运动,计算运动到倒数第二点时的速度Vcor_(n-1),n为轨迹上的拐点数,将其与该点允许的最大拐点速度Vcormax_(n-1)比较,取较小的为该拐点速度;以此类推计算其他拐点的速度Vcor_i,i=1、2…n;

第三步,根据起始点和各拐点处的速度对每段轨迹进行速度规划;根据第二步计算所得轨迹上各拐点处的速度Vcor_i,以及根据每段轨迹的起始点的X、Y坐标值,定义其中差值较大的轴作为长轴,则另一个轴就为短轴,以长轴作为参考轴来计算;从起点开始,根据梯形速度曲线对每段轨迹作加减速规划,计算每个插补周期T时间内的脉冲数;再根据每段轨迹的起点对应的长轴坐标值,计算每个插补周期后的末点对应轴的坐标值,结合长短轴之间的关系,计算出相应短轴的坐标值,实现两轴 同步;再根据实际规划出的每段的末速度Vi_n与之前的对应拐点速度Vcor_i比较,取较小者为下一段的起始速度;

第四步,根据以上计算,每段轨迹插补周期都是非整数倍,比较最后两个插补周期的脉冲数,通过将之前的各个插补周期内的脉冲数减小,使最后两个插补周期的差值变小,最后两个插补周期的脉冲数SPn-1和SPn,n为当前段轨迹的插补周期数;第一次通过使前n-1个插补周期内的脉冲数都减1,从而使SPn增大,再比较SPn-1和SPn,如果SPn-1>SPn,则再从第2个插补周期到第n-1个插补周期内的脉冲数都减1,以此类推,直到SPn-1=SPn。

2.如权利要求1所述的一种定插补周期的速度规划方法,其特征在于:所述第二步中,根据每个拐点出的前后三个点的坐标Pi-1(xi-1,yi-1)、Pi(xi,yi)、Pi+1(xi+1,yi+1),计算出当前拐点夹角θi:通过反三角函数求得θi的值,再根据拐点处速度公式:

计算出每个拐点的限制速度Vcormax_i。