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运动控制是工业自动化领域的共性基础,高精度、高速度是现代运动 控制的主要追求目标,开展高速高精运动控制的研究,有着重大的意义。本文主要针对高性能数字运动控制器中的轨迹规划,研究出最具运动平滑 性的轨迹规划算法。
首先,介绍了轨迹规划的技术现状,通过分析高速高精运动控制对轨 迹规划的需求可知,运动轨迹的平滑性对于定位精度要求是纳米级的高性 能数字运动控制器是十分重要的。其次,介绍几种点位运动最优控制输入的标准,然后以最小加加速度为标准,推导出具有最平滑的路径为五次多项式的位移方程。再次,以二阶、三阶和四阶轨迹的通用规划步骤为基础,详细推导计算了五阶轨迹规划过程。研究出的五阶轨迹规划算法在保证运动轨迹平滑的前提下,实现了在各种约束条件下时间最小。最后,通过MATLAB仿真,仿真出二阶、三阶、四阶及五阶轨迹,并对比各自的性能。