[发明专利]运动控制系统S曲线加减速的实现方法

权利要求书

1.一种运动控制系统S曲线加减速的实现方法，其特征是

S曲线加减速的完整过程分为7个运动段，它们是加加速段、匀加速段、减加速段、匀速段、加减速段、匀减速段与减减速段；

本方法中用到的参数定义为：加加速度大小为J_M、当前时间t、加加速段终点时间t₀、匀加速段终点时间t₁、减加速段终点时间t₂、匀速段终点时间t₃、加减速段终点时间t₄、匀减速段终点时间t₅与减减速段终点时间t₆；采样时间Δt；加速度最大值a_M；

t₀、t₁、t₂、t₃、t₄、t₅与t₆分别对应的采样时刻n_t0、n_t1、n_t2、n_t3、n_t4、n_t5与n_t6；

1）S曲线加减速的实现条件：

S曲线加减速控制过程的基本限定条件公式如公式（6），即S曲线加减速过程的加加速、减加速、加减速与减减速时间相等，加速度变化量与速度变化量大小相等，符号不同；

t0=t2-t1=t4-t3=t6-t5at0=at1=-at4=-at5Vt0=Vt2-Vt1=Vt3-Vt4=Vt5-Vt6---(6)]]>

其中，a_t0为加加速段终点时间t₀的加速度、a_t1为匀加速段终点时间t₁的加速度、a_t4为加减速段终点时间t₄的加速度、a_t5为匀减速段终点时间t₅的加速度；V_t3为匀速段的终止速度、V_t4为加减速段的终止速度、V_t5为匀减速段的终止速度、V_t6为减减速段的终止速度；

设S曲线加减速过程中，指令速度V_L，指令位移L，定义时间变量为：

Δt_1-2=t₂-t₁,Δt_3-4=t₄-t₃,Δt_5-6=t₆-t₅

则完整的S曲线加减速过程应满足公式（7），其中a_Max为最大容许加速度：

L/VL≥t0+Δt1-2+Δt3-4+Δt5-6aM≤aMax---(7)]]>

2）S曲线加减速的递推公式

采用递推方法，利用前一时刻的运动状态，获得当前时刻的运动控制参数：

设初始速度为V₀；当前采样时刻k，对应的加加速度J_k、加速度a_k以及运动速度V_k，则基于前一时刻的各递推公式分别为公式（8）、（9）与（10），此处k取0、1、2……：

Jk=JM,0≤t≤t0,t5<t≤t6,0≤k≤nt0,nt5<k≤nt60,t0<t≤t1,t2<t≤t3,t4<t≤t5,nt0<k≤nt1,nt2<k≤nt3,-JMt1<t≤t2,t3<t≤t4,nt1<k≤nt2,nt3<k≤nt4nt4<k≤nt5---(8)]]>

a0=0ak=ak-1+JkΔk---(9)]]>

V0=0Vk=Vk-1+akΔk---(10)]]>

最后，由运动控制系统根据运动控制参数控制被控对象的S曲线加减速动作。