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基于单片机加减速控制算法的研究
资料介绍
目前对于数控系统的研究主要是从机械或是数学的角度发展起来的，伺服系统也是作为一个独立的分支与数控系统并行发展，数控技术与伺服系统未能完全结合。当发展高速高精度数控系统时，随着加速度的增加，加速度指令的不连续及高次不可微分将导致机床振动、冲击、定位精度降低等。
三次S曲线加减速控制算法在一定程度上解决了加速度不连续问题，但为了满足程序段终点的边界条件必须求解三次方程，这在目前工程实际应用的单片机中是很难实现的。目前对此问题的解决方法是：在终点处使加速度产生跳变或延长定位时间，而这恰恰影响了数控系统的高速、高精度。而且当系统阶次升高时，通过增加S曲线的阶次和系统相匹配，这将使算法更加复杂，算法不具有可扩展性。因此，指令的高次可微分性、在边界条件下的可执行性及缩短运算周期，这些都是发展高速、高精度数控系统必须解决的关键问题。
针对上述问题，本文提出一种新的加减速算法——移动平均加减速控制算法。该算法以直线加减速方式为基础，无需求解高次方程，通过对算法进行扩展即可实现加速度NC指令解释的高次可微分。
本文利用移动平均加减速控制算法对基本轮廓曲线进行指令解释，根据高速数控系统的发展要求，提出采用速度矢量变化率求得转接点速度，并用轮廓误差进行调整的方法实现多程序段速度平滑处理；利用VC++开发基于NC指令解释的数控系统仿真软件，对算法的移动平均步数做了分析研究；在交流伺服实验平台上用全整数运算方式进行算法的单片机编程，将NC指令解释模块的运算时间缩短为13μs，可满足系统同周期控制的需要，并对平面圆弧加工采用二次移动平均算法进行单片机编程指令解释，验证了算法的可行性和有效性。
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