[发明专利]速度控制算法及脉冲控制算法

说明书

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，具体的说，是新型速度控制算法及新型脉冲控制算法。

背景技术

现有的轨迹运动中，在进行轨迹处理中，包括用户设定的速度参数在上位机进行解析步骤；将轨迹划分成微线段步骤；基于微线段的速度前瞻步骤和逐线段输出步骤；而在基于微线段的速度前瞻步骤和逐线段输出步骤的处理上，基于微线段的速度前瞻之后到逐线段输出，采用固定的利用FPGA硬件进行输出，不能进行实时调整。

如图1所示，轨迹由三条线段组成，以往的算法是先进行速度前瞻，目的是：

（1）根据初始A点速度，结束C点速度，和限制的最高速度，以及脉冲数，计算出B点C点的速度，这牵涉到B点C点方向及矢量角，由前瞻算法决定；

（2）根据计算出的A点速度B点速度以及每一段的脉冲数，计算出当前段的降速点，这样保证每一段的速度曲线为T形或S形。

因为算法在程序运行前期就将所有的速度及减速点设置好，之后板卡将按照既定的参数运行至轨迹终止。如果想要在运动过程中改变当前速度或最大速度，将是很困难的事情。

在原有的算法中，速度前瞻决定了整条曲线的所有拐点及每条微线段的最高速和减速点，因此当数据设置好之后，不能再修改，只能按此参数运行完之后才能开始下一条曲线，比较机械，更适用于比较专用的场合。

目前已有的实现脉冲的技术是由DSP+FPGA实现，DSP计算轨迹前瞻，对FPGA进行预置参数，FPGA根据参数完成整条轨迹的输出，中途调整参数不易。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术到逐线段输出，采用固定的利用FPGA硬件进行输出，不能进行实时调整所存在的技术不足之处，而提供新型速度控制算法及新型脉冲控制算法，在处理中，运动曲线不是预先定好的，而是可随时调速的，基于微线段的速度前瞻和逐线段输出之间的控制方式上，可随时调整速度，以适应多种变形轨迹场合。

本发明通过下述技术方案实现：新型速度控制算法，在进行轨迹处理中，包括用户设定的速度参数在上位机进行解析步骤；将轨迹划分成微线段步骤；基于微线段的速度前瞻步骤和逐线段输出步骤；在所述基于微线段的速度前瞻步骤与逐线段输出步骤之间的处理过程中，在对每一条微线段处理时，采用分周期控制速度，实时改变当前速度。

进一步的，为更好的实现本发明，所述在对每一条微线段处理时的具体步骤为：前瞻设定一条微线段的起点速度和终点速度，依据终点速度为基准值，在此条微线段上运动过程中，通过微线段剩余距离的返算量，实时调节当前速度，使当前速度最终到达终点处与基准值相同。

进一步的，为更好的实现本发明，在所述采用分周期控制速度处理中，采用等周期控制速度，所述微线段处理时采用1ms周期控制。

新型脉冲控制算法，用于完成新型速度控制算法的脉冲控制算法，具体分为下述步骤：

（1）设定单位时间内运行速度以及在该速度下走的脉冲数；

（2）按照设定发出第一个脉冲串，并开始计时；

（3）在第一个控制周期结束时刻，DSP写入新的脉冲串参数命令字，同时FPGA读取此参数；

（4）上一个单位时间内最后一个脉冲结束时，立即使用新的脉冲串，此时进入下一个单位计时阶段；

（5）反复运行步骤（4），直至一条轨迹运行结束。

进一步的，为更好的实现本发明，所述分周期控制的控制周期为0.5~2ms。

进一步的，为更好的实现本发明，所述分周期控制的的脉冲占空比为50%。

进一步的，为更好的实现本发明，所述分周期控制的控制周期为1ms。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明解决现有技术到逐线段输出，采用固定的利用FPGA硬件进行输出，不能进行实时调整所存在的技术不足之处，而提供新型速度控制算法及新型脉冲控制算法，在处理中，运动曲线不是预先定好的，而是可随时调速的，基于微线段的速度前瞻和逐线段输出之间的控制方式上，可随时调整速度，以适应多种变形轨迹场合。

（2）本发明在新型分周期控制中，采用等周期控制，微线段之间的衔接速度也是由速度前瞻计算好的，在具体每条微线段中，分周期控制速度，可以实时改变速度，即运动曲线不是预先定好的，而是可随时调速的，更符合一般运动控制卡的概念。

（3）本发明基于等周期的控制更通用，更灵活，适于在更复杂的控制领域。

（4）本发明每个周期内不须计算所有剩余轨迹的参数，而只需预先计算随后一小段轨迹，就能保证轨迹的匀滑。