一种点位运动快速轨迹规划算法.pdf

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1、第3期组合机床与自动化加工技术No．32011年3月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueMar．2011文章编号：1001—2265(2011)03—0061—05一种点位运动快速轨迹规划算法术李纯军，尹周平，熊涛，魏月(1．华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室，武汉430074；2．武汉军械士官学校，武汉430075)摘要：文章研究一种点位运动控制的轨迹规划快速算法。以三阶S曲线轨迹为例，首先分析在三阶纯S曲线轨迹条件下，、、a关于t的数学方程，然后从一般三阶S曲线轨迹的方程出

2、发，通过将、、0构成纯S曲线轨迹的方法，比较所得tjx、￡tjo~z_的大小来判断对tj起限制作用的量，并进一步讨论得出t。和t的值。由此得出一般三阶S曲线轨迹的四种类型，提出通过比较构成纯S曲线轨迹下的ttt值而直接得到三阶曲线轨迹切换时间的快速算法。最后通过实验比较验证，文章快速算法明显比一般算法快。关键词：点位运动；轨迹规划算法；S曲线轨迹中图分类号：TH16：TG65文献标识码：AAQuickTrajectoryPlanningAlgorithmforPoint·to-pointMotionLIChun·jun‘一，YINZhou-ping，

3、XIONGTao，WEIYue(1．StateKeyLabofDigitalManufacturingEquipment＆Technology，HuazhongUniversityofScience&Technology，Wuhan430074，China；2．WuhanOrdnanceNon-CommissionedOficerAcademy，Wuhan430075，China)Abstract：Thispaperstudiedaquicktrajectoryplanningalgorithmforpoint-to—pointmotion．Thir

4、d—orderS-cur'vetrajectorywasgaveasanexample．Firstanalyzedtheequationsof，andaabouttundertheconditionsofthepurethird。orderS—curvetrajectory．thenanalyzedthegeneralequationsofthird。orderS·curvetrajectory．Bythemethodofmaking，andⅡasthepurethird—orderS-curvetrajectory，deter—minedwhich

5、onetolimitt

6、bycomparingttjrandt，thenfurtherdiscussingtogetthevalueoftandtU．ThusobtainedfourtypesoftrajectoriesofGeneralthird—orderS-curve，andproposedthethird—orderS—curvetrajectoryplanningquickalgorithmofdirectlyobtainingthird—orderS-curvetrajectoryswitchingtimesbycomparingtjx，

7、0andtj。．Atlast，thispapermadeaexperimenttocompareandverifythequickalgorithm．Weconcludedthatthisquickalgorithmissignificantlyfasterthanthegeneralalgorithm．Keywords：point-to-pointmotion；trajectoryplanningalgorithm；S-curvetrajectory照这个规律变化，从而使被控对象能快速到达并准0引言确停留在目标位置上。产生这种加一减速控制规律点位运

8、动已广泛应用于现代高精度定位系统的方法即为轨迹规划。中，如机器人、半导体加工、高精度数控机床等等。S曲线加减速是目前运动控制中最常用的轨迹规该运动要求在一定约束条件下，尽可能使被控对象划算法之一，其三阶的加减速曲线如图1所示。运以最大速度由起始位置运动到目标位置。由于电动行过程可分为7个阶段：加加速运动阶段一￡，匀加机驱动被控对象在起动或停止时容易产生冲击、失速运动阶段。-t，减加速运动阶段一f，匀速运动步、超程或振荡，因此必须设计专门的加一减速控制阶段￡一￡，加减速运动阶段t4-t，匀减速运动阶段规律，驱使加给电动机的输入(脉冲频率或电压)按一，减

9、减速运动阶段￡一￡，其加减速阶段的速度曲收稿日期：2010—09—14$基金项目：国家科技支撑计划资助项目(