連續軌跡中“拐點”判斷方法如所示設V1為機床在接點A處的速度大小,V2為機床在接點B處的速度大小,V3為機床在接點C處的速度大小。設插補周期為T,機床在z軸方向的分速度直線段軌跡AB與各軸的夾角分別為α2,β2,γ2,如果此時機床的速度大小不變而速度方向,即速度變為沿直線段AB方向,如果有任意一個值大于Q,則認為此時相鄰的上下兩段軌跡的接點是“拐點”,此時機床不能以上段軌跡的結束速度V1直接改變速度方向后執行下一段軌跡,也就是說在到達上段軌跡OA終點時需要減速,直到機床速度的速度大小滿足等式①所敘條件。
如果軌跡中有圓弧曲線,則應該分別求出該圓弧曲線的起點和終點切線斜率,因為圓弧的起點速度方向和終點速度方向不同。然后按照同樣的方式判斷軌跡的交點是否是“拐點”。方法的具體步驟我們應該怎樣在運動過程中找出這些“拐點”呢就像開車一樣,只有我們知道了前方有急轉彎的時,我們才能預先減速。同樣的道理,我們應該在機床執行到這段軌跡時就應該知道這段軌跡和下段軌跡的交點是否是“拐點”,如果是則我們應該在哪個地方開始減速然后計算軌跡與各坐標軸的夾角(如果是圓弧則起點和終點切線與坐標軸的夾角都需計算),直到處理完該數組中所有的軌跡。下一步求出該數組中每段軌跡的長度(不是總長,而是單獨各段軌跡段的長度)。然后從未被處理的軌跡開始,都是直線,還是上段軌跡是直線下段軌跡是圓弧,還是上段軌跡是圓弧下段軌跡是直線,或上下兩段軌跡都是圓弧。然后按給定的加速度進行加速計算(相當于用軟件模擬運動過程),直到該段軌跡的終點,得到該點的速度值(在這個過程中還需要判斷速度是否超過了設定的*高速度),處理完一段軌跡時還要把該段軌跡的長度與All_length變量相加(All_length這個變量用來保存連續軌跡段的總長,在以后計算減速點時有用到)。
一直做減速運動。根據相映的運動我們可以根據勻加速運動或等差數列的公式求出減速點,然后我們將處理后的N(N<60)段軌跡參數和所求出的減速點保存在數組dispoased中,然后向下位機傳送數據,然后上位機再向數組no_disposal中送N段沒有處理的軌跡參數,下位機得到處理好的數據后,再根據插補算法計算插補量控制機床的運行,并且把每次的插補量累加起來和減速點進行比較,看是否應繼續加速還是勻速,如果累加量Length>=Down_length就開始按照設定的加速度開始減速,不斷重復⑴到⑹直到走完所有的軌跡,這樣機床就能連續的做加減速運動。還有一個問題是,如果在no_disposal數組軌跡中沒有“拐點”時,我們不要把這60段軌跡都存放到數組dispoased中,這樣是為了防止,在這60段軌跡之后有“拐點”,而我們沒有足夠長的距離來減速到V1,這樣就會造成丟步或超程。我們應該在這60段中選擇一個點作為結束點,選擇結束點的依據是,留出從結束點速度按照勻減速運動減速到啟動速度F時所需的長度即可。
小結雖然這種處理方式不是*好的方式,但是比較簡單容易實現,可以用在精度要求不是很高的數控系統中。我們已經將這種方法成功的應用到我們的機器上了并且加工出比較復雜的工件。總結本文研究了自抗擾控制器的基本原理,并將自抗擾控制器成功應用到某型伺服跟蹤裝置的伺服系統設計中。實際系統測試數據表明采用自抗擾控制器的情況下伺服系統各項指標滿足要求,且均優于采用傳統PID控制器的情況,解決了系統響應快速性與超調的矛盾的,同時克服了系統模型難以建立給系統設計帶來的困難,也使系統具有較好的抗擾性和魯棒性。此外,本論文的研究工作還對無模型控制方法在實際系統中的應用研究具有重要的參考價值。