基于梯形求解的任意位移速度下的S曲线加减速规划方法技术

本发明专利技术公开了一种基于梯形求解的任意位移速度下的S曲线加减速规划方法，它解决了现有技术中常规S曲线法只能通过分段规划速度和时间、影响加工效率的问题，能够保证数控系统可以在任意位移和速度下进行加减速规划且速度不受零值点的影响果；其技术方案为：首先获取运动位移、初速度和末速度，根据不同的运动形式选取规划方法：初速度、末速度和位移均为正，采用常规S曲线加减速法进行速度规划；初速度、末速度中至少一个为负，位移为正或负，采用梯形求解法，即利用S曲线的对称性，在速度时间曲线图形中构建直角梯形；位移为负、初速度和末速度同为负或正，采用常规S曲线加减速算法或梯形求解法进行速度规划，规划完成后的速度、位移取反。

【技术实现步骤摘要】
基于梯形求解的任意位移速度下的S曲线加减速规划方法
本专利技术涉及数控系统运动控制领域，尤其涉及一种基于梯形求解的任意位移速度下的S曲线加减速规划方法。
技术介绍
加减速控制是数控系统运动控制领域的关键技术。目前较为常见的加减速方法有直线加减速、三角函数加减速、指数加减速、S曲线加减速等，前三种加减速方法在始末位置处会出现加速度突变的情况，为避免加工中因加速度突变造成的振动和噪声，在数控运动控制中，S曲线加减速使用最多。常规S曲线加减速算法是通过给定的位移、始末速度和运动参数限制，使用迭代和不等式求解，求解各段的时间、各时间节点的位移、速度、加速度。这种方法仅适用于始末速度和位移均为正的情况，当数控系统加工中出现位移和始末速度为负值的情况时，只能通过分段规划其速度和时间，且当速度接近零值时因为加速度连续约束导致速度变化缓慢，影响加工效率，所以常规S曲线加减速不能完全保证在数控加工中的使用要求。综上所述，针对现有技术如何保证数控系统任意情况下的速度规划且快速通过零值点，尚缺乏有效的解决方案。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于梯形求解的任意位移速度下的S曲线加减本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于梯形求解的任意位移速度下的S曲线加减速规划方法，其特征在于，首先获取运动位移、初速度和末速度，其次根据不同的运动形式选取规划方法，具体如下：(1)初速度、末速度和位移均为正值，采用常规S曲线加减速法进行速度规划；(2)初速度、末速度中至少一个为负值，位移为正值或负值，采用梯形求解法，即利用S曲线的对称性，在速度时间曲线图形中构建直角梯形，求解总位移S’以对各时间段速度进行规划；(3)位移为负值、初速度和末速度同为负值或正值，采用常规S曲线加减速算法或梯形求解法进行速度规划，规划完成后的速度、位移取反。

【技术特征摘要】
1.基于梯形求解的任意位移速度下的S曲线加减速规划方法，其特征在于，首先获取运动位移、初速度和末速度，其次根据不同的运动形式选取规划方法，具体如下：(1)初速度、末速度和位移均为正值，采用常规S曲线加减速法进行速度规划；(2)初速度、末速度中至少一个为负值，位移为正值或负值，采用梯形求解法，即利用S曲线的对称性，在速度时间曲线图形中构建直角梯形，求解总位移S’以对各时间段速度进行规划；(3)位移为负值、初速度和末速度同为负值或正值，采用常规S曲线加减速算法或梯形求解法进行速度规划，规划完成后的速度、位移取反。2.根据权利要求1所述的基于梯形求解的任意位移速度下的S曲线加减速规划方法，其特征在于，以速度最大值点vmax至时间轴的垂线为界分为左侧的加速段和右侧的减速段，通过分别计算加速段位移S1、减速段位移S2得到总位移S’，并判断总位移S’与目标位置S的关系。3.根据权利要求1所述的基于梯形求解的任意位移速度下的S曲线加减速规划方法，其特征在于，所述梯形求解法包括以下步骤：1)获取S曲线加速段或减速段与时间轴的交点C关于其中点N的对称点B，从S曲线速度最大值点向时间轴作垂线lo，其垂点记为点D，从点B向lo作垂线，二者的交点记为点A，依次连接点A、B、C、D得到直角梯形；2)分别计算直角梯形的三条边长度SAB、SCD、HAD，并计算直角梯形面积，即为加速度段或减速段的规划位移。4.根据权利要求3所述的基于梯形求解的任意位移速度下的S曲线加减速规划方法，其特征在于，当末速度为负值且位移为正值时...

【专利技术属性】
技术研发人员：张承瑞，倪鹤鹏，王公成，胡天亮，姬帅，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37