嵌入式數(shù)控系統(tǒng)連續(xù)軌跡控制算法的研究與實現(xiàn).pdf

1、軌跡插補和速度控制算法是數(shù)控軟件的核心，其優(yōu)劣直接決定了數(shù)控機床的加工精度以及效率。通常，數(shù)控美工切雕加工的加工型面大多是由大量微小線段組成的復雜型面。傳統(tǒng)數(shù)控美工切雕機床的控制算法在復雜型面加工中存在伺服電機啟停頻繁、光潔度低等不足。
　　本文基于數(shù)字積分法和時間分割法兩種插補算法以及前瞻預讀速度控制方式，針對目前復雜型面加工中所存在的不足，以嵌入式系統(tǒng)為基礎，設計了一種高速平穩(wěn)連續(xù)軌跡控制算法。算法的核心思想是：將時間分割法的

2、原理融入到數(shù)字積分法中，將原來由硬件寄存器累加溢出發(fā)送脈沖方式改變?yōu)楸壤}沖發(fā)送方式，對傳統(tǒng)數(shù)字積分法中存在的脈沖發(fā)送慢以及發(fā)送不均勻等問題有較大的改善；在圓弧插補中引入時間分割圓弧插補法，即以弦長逼近待加工曲線，將原圓弧積分插補方式轉化為直線插補方式，顯著提高了插補效率。通過分析原速度控制算法引起電機振蕩的原因并結合步進電機機械特性對原速度控制算法進行了改進：依據(jù)步進電機在加工線段轉接處允許最大加速度及頻率變化限制約束，計算出最大允許

3、轉接角度，并以此為依據(jù)將加工數(shù)據(jù)劃分為不同加工段，在同一加工段內采用指數(shù)加減速控制方式對步進電機進行速度控制；不同加工段間，引入圓弧轉接法，即以圓弧過渡方法連接不同加工段間的轉接線段，實現(xiàn)了不同線段間的不停機連續(xù)加工，提高了加工效率和型面光潔度。最后，以ARM為主處理器，完成對插補算法以及速度控制算法的運算，以FPGA為輔處理器，完成對控制脈沖的發(fā)送運算。
　　通過對軌跡插補算法及速度控制算法的優(yōu)化設計，實現(xiàn)了一套適用于嵌入式數(shù)控