NC指令解释的高次可微分算法及其实验研究

更新时间：2020-04-02 14:19:19 大小：5M 上传用户：xiaohei1810 查看TA发布的资源 标签：指令伺服控制系统 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

数控装备是一种典型的机电系统，是装备制造业的基础。目前，组成数控装备的数控系统、伺服系统、机械系统处于独立研究和发展状态，忽视了彼此之间的内在联系及相互影响，不利于数控装备整体性能的进一步提高。本文从机电一体化全局优化设计的角度出发，从NC指令解释、伺服控制系统及被控机构三者之间的内在联系分析入手，对面向轨迹控制NC指令解释的输出信息对时间域的高次可微分算法及同周期多轴控制系统展开研究。（为便于表述，文中将“NC指令解释的输出信息对时间域的高次可微分”简写为“NC指令解释高次可微分”，即文中所指的NC指令解释具有高次可微分性，均指NC指令解释的输出信息对时间域具有高次可微分性。）

论文从数控装备整体性能优化角度出发，建立被控机构动力学模型，利用该模型对被控机构的无误差轨迹跟踪进行研究，分析出基于无误差轨迹跟踪模型的NC指令解释应具有高次可微分的性质，并对其展开深入研究；在此基础上，考虑伺服系统时序特征，给出基于加速度信息的圆弧逼近轨迹曲线插补方法；（以上研究的实现，是以同周期控制为前提的。）最后，给出实现NC指令解释高次可微分性及同周期控制的有效途径。

在轨迹规划中由于位置、速度和加速度需同时满足边界条件，因此当采用插补周期对速度曲线进行离散化处理时将会存在精度损失，针对该问题，论文提出了减速阶段双加速度处理直线加减速控制算法，并基于该算法提出了移动平均加减速控制算法，满足对速度和加速度曲线进行平滑控制的要求，通过对该算法进行扩展，实现了NC指令解释的高次可微分性；同时，提出算法的位置不变性推论，并利用数学推导对算法的位置不变性及推论和高次可微分性进行了证明。此外，为了解决算法在单片机中进行数据处理时所带来的精度损失问题，实现系统的高性能控制，对浮点数-整数(F-I)混合数据处理方法进行了研究。最后，利用提出的加减速控制算法对基本轮廓曲线进行指令解释，并对基本轮廓曲线NC指令解释的高次可微分性进行仿真，证明了论文提出算法的有效性。

为实现NURBS曲线高次可微分性控制指令的生成，论文采用提出的NC指令解释高次可微分加减速控制算法对NURBS曲线进行插补算法研究。利用位置不变性推论，对直线加减速处理后所获得的连接点和极值点附近插补点的速度及位置进行相应...