具有連續(xù)加加速度與誤差自適應(yīng)特性的高效柔性數(shù)控算法研究與設(shè)計(jì).pdf

1、高精度數(shù)控加工設(shè)備應(yīng)用廣泛，其控制軟件中的算法是其最為核心的技術(shù)，目前在這一領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外的技術(shù)差距較為明顯。流行的梯形加減速算法及S形加減速算法存在著加速度或者加加速度的斷裂，且電機(jī)啟停即以最大加速度為達(dá)成目標(biāo)，在面對(duì)曲率較高需要頻繁加減速的高柔性加工場(chǎng)合，往往導(dǎo)致效率低下、機(jī)床震動(dòng)，產(chǎn)品的過(guò)切、欠切等不良結(jié)果，且長(zhǎng)時(shí)使用也會(huì)導(dǎo)致電機(jī)的磨損加劇、壽命下降；普通的直線與圓弧插補(bǔ)算法種類(lèi)類(lèi)繁多，但都很難在精度與資源消耗上獲得妥協(xié)，且往往忽視段

2、間過(guò)渡的重要性，在一定程度上影響了效率和成品質(zhì)量。在這兩個(gè)方面，國(guó)外的研究工作較為扎實(shí)且卓有成效，相關(guān)技術(shù)大幅領(lǐng)先國(guó)內(nèi)，其核心成果作為機(jī)密級(jí)材料被嚴(yán)格保密，成為技術(shù)壁壘。本文研究并提出了基于高次多項(xiàng)式速度模型的加減速算法以及誤差自適應(yīng)的前瞻插補(bǔ)算法，結(jié)合完整的段間過(guò)渡算法，應(yīng)用于自行研發(fā)的基于DSP+CPLD開(kāi)發(fā)板，并做了較為詳細(xì)的測(cè)評(píng)，對(duì)國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域的技術(shù)突破提供了一個(gè)綜合優(yōu)化解決方案。
　　論文首先對(duì)比了梯型、S型、指數(shù)型等傳統(tǒng)

3、加減速算法，指出各算法存在的弊端和優(yōu)勢(shì)，針對(duì)技術(shù)點(diǎn)提出改進(jìn)方法和思路；列舉了迭代插補(bǔ)、直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)等具有普適性的插補(bǔ)算法，分析各自存在的問(wèn)題和矛盾，提出綜合優(yōu)化方案。
　　接著，建立標(biāo)準(zhǔn)五次多項(xiàng)式加減速速度模型，做到速度、加速度、加加速度的連續(xù)執(zhí)行，并在此基礎(chǔ)上提出基于改進(jìn)的雙曲正切函數(shù)的可變Jmax調(diào)速機(jī)制，使得在提升機(jī)體加工效率的同時(shí)，進(jìn)一步增強(qiáng)系統(tǒng)柔性，并在仿真測(cè)試中加以驗(yàn)證。
　　在此基礎(chǔ)上，為了應(yīng)對(duì)連續(xù)變化曲

4、率的現(xiàn)實(shí)加工環(huán)境，對(duì)不同的加工角度提出了不同的過(guò)渡處理機(jī)制。然后，建立了基于三分法的自適應(yīng)誤差模型，提出了優(yōu)化的誤差自適應(yīng)圓弧插補(bǔ)算法，結(jié)合了等參數(shù)法和等誤差法優(yōu)勢(shì)，使得在不占用大量資源的情況下，獲得較高的精度，并大幅提升加工效率。
　　再次，設(shè)計(jì)了基于DSP+CPLD的硬件測(cè)試板卡，給出了設(shè)計(jì)思路與實(shí)施方案，包括原理圖、PCB圖及基本的設(shè)計(jì)流程，并對(duì)制作的硬件板卡進(jìn)行了仿真測(cè)試。
　　最后，搭建仿真環(huán)境與測(cè)試平臺(tái)。經(jīng)驗(yàn)證，