CN109542134A - 一种解决机构间隙引起抖动的速度控制算法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种解决机构间隙引起抖动的速度控制算法，涉及机器人控制技术领域，包括以下步骤：步骤S1，机构从V₀＝0开始以恒定加速度a₁开始运动t₁秒，速度到达V_t时，位置到达S₁；步骤S2，当速度达到V_t，位置达到S₁时，机构开始以速度V_t作匀速运动t₂秒，直到位置到达S₂；步骤S3，当位置到达S₂时，机构从V_t开始以恒定减速度a₂开始运动t₃秒，速度到达0时，恰好位置到达S。本发明将速度位置曲线变成匀速上升、匀速运动、匀速下降三个部分，可以有效解决启动时因机械本体齿轮啮合不到位等机构缺陷和各轴速度突变引起的震动问题，实现了机械本体平稳启动，消除机构抖动，提高工作精度。

Description

一种解决机构间隙引起抖动的速度控制算法

技术领域

本发明涉及机器人控制技术领域，特别是涉及一种解决机构间隙引起抖动的速度控制算法。

背景技术

随着时代进步，科技发展，越来越多的机械制造、装配行业需要使用机器人代替人工操作来使得工作效率上升一个等级，从而实现降低成本提高质量的目标。然而，国内大多数的机器人硬件制作水平良莠不齐，会有机械零件之间啮合不到位的情况，例如机器人各轴的齿轮啮合不到位问题。而且目前的机器人启动时，控制器给的启动速度是反应时间短，可以看成瞬间将速度提至目标速度(速度曲线接近矩形)，机械本体来不及反应，容易产生启动或者停止时的抖动，影响到机械的定位精度等等导致工作精度受到影响。

在生产线上，机器人往往多次进行速度变换，为了减少机械本体零件之间的碰撞抖动，提高工作精度，延长机械零件的寿命，如何将机械运动控制时的启动速度逐渐上升到目标速度，再逐渐将目标速度降为0(速度曲线为等腰梯形)，是很关键的。

发明内容

本发明的目的是提供一种解决机构间隙引起抖动的速度控制算法，将速度位置曲线变成匀速上升、匀速运动、匀速下降三个部分，可以有效解决启动时因机械本体齿轮啮合不到位等机构缺陷和各轴速度突变引起的震动问题，实现了机械本体平稳启动，消除机构抖动，提高工作精度。为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种解决机构间隙引起抖动的速度控制算法，包括以下步骤：

步骤S1，机构从V₀＝0开始以恒定加速度a₁开始运动t₁秒，速度到达V_t时，位置到达S₁；

步骤S2，当速度达到V_t，位置达到S₁时，机构开始以速度V_t作匀速运动t₂秒，直到位置到达S₂；

步骤S3，当位置到达S₂时，机构从V_t开始以恒定减速度a₂开始运动t₃秒，速度到达0时，恰好位置到达S。

优选地，所述步骤S1中包含以下步骤：

S1.1、当V₀＝0时，有V_t＝a₁·t₁，已知a₁是系统给定，V_t是目标速度，计算得出t₁；

S1.2、那么可以算出速度上升阶段，所走过的路程：

优选地，所述步骤S2中包含以下步骤：

S2.1、其中t₂无需理会，因为速度曲线是等腰梯形，那么速度上升阶段和速度下降阶段是等距离，当距离跑到：其中S是目标距离，结束步骤2，进入步骤3。

优选地，所述步骤S3中包含以下步骤：

S3.1、当到达S₂时，机构从V_t开始以恒定加速度a₂做运动，速度到达0时，恰好位置到达S，其中a₂与a₁大小相等方向相反。

本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：

本发明将速度位置曲线变成匀速上升、匀速运动、匀速下降三个部分，可以有效解决启动时因机械本体齿轮啮合不到位等机构缺陷和各轴速度突变引起的震动问题，实现了机械本体平稳启动，消除机构抖动，提高工作精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为机器人运动速度与位置关系图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种解决机构间隙引起抖动的速度控制算法，将速度位置曲线变成匀速上升、匀速运动、匀速下降三个部分，可以有效解决启动时因机械本体齿轮啮合不到位等机构缺陷和各轴速度突变引起的震动问题，实现了机械本体平稳启动，消除机构抖动，提高工作精度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本实施例提供一种解决机构间隙引起抖动的速度控制算法，包括以下步骤：

步骤S1，机构从V₀＝0开始以恒定加速度a₁开始运动t₁秒，速度到达V_t时，位置到达S₁；

步骤S2，当速度达到V_t，位置达到S₁时，机构开始以速度V_t作匀速运动t₂秒，直到位置到达S₂；

步骤S3，当位置到达S₂时，机构从V_t开始以恒定减速度a₂开始运动t₃秒，速度到达0时，恰好位置到达S。

进一步地，所述步骤S1中包含以下步骤：

S1.1、当V₀＝0时，有V_t＝a₁·t₁，已知a₁是系统给定，V_t是目标速度，计算得出t₁；

S1.2、那么可以算出速度上升阶段，所走过的路程：

进一步地，所述步骤S2中包含以下步骤：

S2.1、其中t₂无需理会，因为速度曲线是等腰梯形，那么速度上升阶段和速度下降阶段是等距离，当距离跑到：其中S是目标距离，结束步骤2，进入步骤3。

进一步地，所述步骤S3中包含以下步骤：

S3.1、当到达S₂时，机构从V_t开始以恒定加速度a₂做运动，速度到达0时，恰好位置到达S，其中a₂与a₁大小相等方向相反。

本发明应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种解决机构间隙引起抖动的速度控制算法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，机构从V₀＝0开始以恒定加速度a₁开始运动t₁秒，速度到达V_t时，位置到达S₁；

步骤S2，当速度达到V_t，位置达到S₁时，机构开始以速度V_t作匀速运动t₂秒，直到位置到达S₂；

步骤S3，当位置到达S₂时，机构从V_t开始以恒定减速度a₂开始运动t₃秒，速度到达0时，恰好位置到达S。

2.根据权利要求1所述的一种解决机构间隙引起抖动的速度控制算法，所述步骤S1中包含以下步骤：

S1.1、当V₀＝0时，有V_t＝a₁·t₁，已知a₁是系统给定，V_t是目标速度，计算得出t₁；S1.2、那么可以算出速度上升阶段，所走过的路程：

3.根据权利要求1所述的一种解决机构间隙引起抖动的速度控制算法，所述步骤S2中包含以下步骤：

S2.1、其中t₂无需理会，因为速度曲线是等腰梯形，那么速度上升阶段和速度下降阶段是等距离，当距离跑到：其中S是目标距离，结束步骤2，进入步骤3。

4.根据权利要求1所述的一种解决机构间隙引起抖动的速度控制算法，所述步骤S3中包含以下步骤：

S3.1、当到达S₂时，机构从V_t开始以恒定加速度a₂做运动，速度到达0时，恰好位置到达S，其中a₂与a₁大小相等方向相反。