1.一种缝纫伺服电机的平滑速度规划控制方法,其特征在于:所述速度规划控制方法包括以下步骤:步骤1)采用七段式加速度梯形曲线,并将七段式加速度梯形曲线对应分成三个状态,状态变量为Sstate;
步骤2)计算速度差值Δn与最少剩余速度增量Δnrem;速度差值Δn与最少剩余速度增量Δnrem的定义与计算过程如下:
2.1定义速度差值Δn为目标速度与S曲线算法的输出速度的差值,即Δn=nref(t)‑ns(t);
2.2假设加速度从当前值以最短时间变化到零,即状态1,此过程中所产生的速度增量定义为最少剩余速度增量Δnrem:定义最少剩余速度增量:
定义加速度符号函数sgn(a(t)):运用基本运动学公式和积分公式,对速度‑加速度关系进行转化处理,最后得到不含时间变量的Δnrem计算公式:3
其中,ka为加速度曲线斜率,单位:r/s;
步骤3)根据电机目标转速nref(t),S曲线算法的输出给定转速ns(t),当前加速度a(t)以及S曲线当前状态Sstate,对加速度、S曲线输出速度以及状态进行更新运算。
2.根据权利要求1所述一种缝纫伺服电机的平滑速度规划控制方法,其特征在于,所述步骤1)中,将七段式加速度梯形曲线对应分成三个状态具体说明如下:状态1:加速度为零的稳定段,Sstate=1;
状态2:加速度为正的上升段、加速度为负的上升段以及加速度为amax的水平段,Sstate=
2;
状态3:加速度为正的下降段、加速度为负的下降段以及加速度为‑amax的水平段,Sstate=3;
其中,加速度曲线上升段斜率为ka,下降段斜率为‑ka。
3.根据权利要求1或2所述一种缝纫伺服电机的平滑速度规划控制方法,其特征在于,所述步骤3)中,加速度、S曲线输出速度以及状态更新运算如下:
3.1加速度更新:
其中,a(t+ΔT)是下一控制周期的给定加速度,Δa为加速度在每一控制周期的固定增量的绝对值,满足Δa=ka·ΔT,ΔT就是系统控制周期Ts,同时为了限制加速度在允许范围之内,在进行上式运算后,还需增加饱和函数限制:
3.2 S曲线输出速度更新:
t+ΔT
ns(t+ΔT)=ns(t)+60·∫t a(τ)dτ#(6)将上式离散化,以系统控制周期Ts(ΔT=Ts)作为积分步长,得到:ns(t+ΔT)=ns(t)+60·a(t)·ΔT#(7)其中,ns(t+ΔT)是下一控制周期S曲线算法的输出速度;
3.3状态更新:
当开始状态Sstate=1时,状态更新公式为:当开始状态Sstate=2,3时,状态更新公式为:a(t)=0时:
Sstate=1#(8‑b)
a(t)≠0时: