高速高精數(shù)控技術是裝備制造業(yè)的關鍵技術,對制造業(yè)整體水平的提升起著至關重要的作用。在數(shù)控加工中,加工零件的復雜型面廣泛將用連續(xù)微小線段描述。針對連續(xù)微小線段加工路徑幾何不連續(xù),引起加工過程中機床進給速度、加速度突變的問題,本文在現(xiàn)有技術的基礎上,圍繞加減速控制算法、微小線段間的平滑過渡算法以及速度前瞻控制展開研究。論文首先研究了幾種常見的加減速控制算法（直線加減速控制算法、指數(shù)加減速控制算法、三角函數(shù)加減速控制算法、三次多項式加減速控制算法以及S型加減速控制算法）的原理及函數(shù)表達式,并比較了它們的優(yōu)缺點,討論了如何根據(jù)需求選擇合適的加減速控制算法。其次,研究了直接過渡算法、線段過渡算法、圓弧過渡算法以及三次Bezier曲線過渡算法實現(xiàn)原理。針對這幾種過渡算法存在的缺點,提出軸速度調節(jié)過渡算法,在各軸的速度、加速度以及加加速度限制在系統(tǒng)約束范圍內(nèi),實現(xiàn)微小線段間的高速平滑過渡。繼而,為了得到全局最優(yōu)轉接速度,實現(xiàn)速度整體的優(yōu)化,提出一種自適應速度前瞻控制算法,采用非固定前瞻段數(shù)的形式,確保面對復雜多變的加工路徑時具有更好的適應性。通過前后修正調整轉接速度,保證了每個加工線段兩端進給速度的... 

【文章來源】：華僑大學福建省

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

直線加減速控制算法曲線

第2章加減速控制算法研究11完整直線加減速控制首先在勻加速階段以最大加速度從初始速度勻加速至最大速度；隨后在勻速階段維持最大速度運動；最后在勻減速階段以最大加速度減速至結束速度，并達到目標位置完成加工。其運動學關系如圖2.1所示。直線加減速控制算法加速度函數(shù)表達式如下：max112max230()0tattatttattt(2.1)速度函數(shù)表達式為：max11max12maxmax3230()svattvtvtttvattt(2.2)位移函數(shù)表達式為2max112max1max212222max1323312320.50()0.540.522attstaTatttaTTTTttt(2.3)其中，maxa為最大加速度，maxv為最大進給速度，sv為初始速度，T1、T2和T3分別表示勻加速時間、勻速時間和勻減速時間，(1,2,3)iti為各階段的過渡時間，(1,2,3)ii表示i1tt。圖2.2直線加減速控制算法速度模型

第2章加減速控制算法研究132.2(c)所示，此時各階段時間為：221222322420224essessevvaLvTaaTvvaLvvTa(2.8)將根據(jù)不同情況下求得的各階段花費時間代入式(2.1)-(2.3)中即可得到其函數(shù)曲線。由上述分析直線加減速控制的過程可知，此算法的計算過程簡單，運算時間少，響應迅速。但在另一方面，其整個加工過程中加速度跳躍變化即加速度不連續(xù)，將會造成機床的運動軸驅動系統(tǒng)產(chǎn)生不同程度的熱振動以及噪聲。此外，速度的過渡不平滑，影響加工精度。因此，在實際加工過程中，直線加減速控制算法常常用于啟停、進退刀等輔助操作當中。2.2指數(shù)加減速控制算法研究指數(shù)加減速控制算法是一種從起始速度加速至最大速度與最大速度減速至結束速度的過渡皆為指數(shù)規(guī)律的加減速控制方法。一個完整的指數(shù)加減速控制有三個階段：加速階段、勻速階段以及減速階段[44]，其運動學關系如圖2.3所示。圖2.3指數(shù)加減速控制算法曲線

【參考文獻】：
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本文編號：3590677