[发明专利]一种缩短空行程定位时间的振镜电机运动规划方法

摘要

本发明公开了一种缩短空行程定位时间的振镜电机运动规划方法，包括步骤建立包含运动学自由度的装配体有限元模型和非线性动态响应有限元模型；设定参数化运动函数，并将其作为边界条件施加到所述包含运动学自由度的非线性装配体有限元模型中；进行振镜机构非线性有限元模型的解算，获得振镜机构运动响应曲线，实时计算相对于定位终止位置的位移、速度信息；判断振镜机构是否满足定位精度要求并获取终止所用残余振动衰减时间长度；得到整体运动定位时间，并将最小化整体运动时间作为优化目标；获得运动规划参数的最优参数。与现有技术相比，本发明所得的到优化结果兼顾了最终定位精度和最小化定位时间的双方面要求。

主权项

1.一种缩短空行程定位时间的振镜电机运动规划方法，其特征在于，包括步骤S1：根据振镜机构的几何模型，建立包含运动学自由度的装配体有限元模型，并创建含运动学自由度的非线性动态响应有限元模型；S2：设定参数化运动函数，并将其作为边界条件施加到所述包含运动学自由度的非线性装配体有限元模型中；S3：利用所述振镜机构含运动学自由度的非线性动态响应有限元模型和所述的参数化运动函数边界条件，并进行振镜机构非线性有限元模型的解算，获得所述振镜机构在所述参数化运动函数边界条件作用下的运动响应曲线，实时计算相对于定位终止位置的位移、速度信息；S4：利用所述相对于定位终止位置的位移、速度来实时判断振镜机构是否满足定位精度要求，重复执行步骤S3中的振镜机构非线性有限元模型解算，直到满足定位精度要求，并获取该终止时刻与运动规划终止时刻之差为所用残余振动衰减时间长度Tres；S5：将所述残余振动衰减时间Tres以及运动驱动时间Tplan求和得到整体运动定位时间Ttotal(＝Tres+Tplan)，并将最小化Ttotal作为优化目标；S6：通过迭代收敛判定Ttotal是否为最小值，若Ttotal为最小值，则对应迭代过程中的运动规划参数为最优参数，若Ttotal不是最小值，则基于梯度优化算法计算运动参数的优化搜索方向与搜索步长，并更新S3步骤中的参数化运动函数，返回S3步骤进行迭代计算。