CN115328032A - 基于s形加减速的b样条速度前瞻控制方法、设备和介质 - Google Patents

基于s形加减速的b样条速度前瞻控制方法、设备和介质 Download PDF

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Abstract

本申请属于程序控制技术领域，具体涉及一种基于S形加减速的B样条速度前瞻控制方法、设备和介质，方法包括：S1、获取待加工轨迹，待加工轨迹为B样条曲线；S2、将B样条曲线按曲率局部极值点进行划分，得到多条B样条曲线段；S3、基于预设系统参数以及各条B样条曲线段端点处的曲率信息，对每条B样条曲线段分别通过S形加减速算法进行速度规划，得到每条B样条曲线段的速度规划信息；S4、基于每条B样条曲线段的速度规划信息对B样条曲线段的动力学参数进行调整；S5、基于调整后的动力学参数，通过S形加减速算法对B样条曲线速度进行前瞻控制。该方法解决了B样条插补时弓高误差超限以及加速度超限的问题，提升了机床的稳定性。

Description

基于S形加减速的B样条速度前瞻控制方法、设备和介质
技术领域
本申请属于程序控制技术领域，具体涉及一种基于S形加减速的B样条速度前瞻控制方法。
背景技术
数控机床在加工中，B样条曲线插补通常有两种方式，一种以恒定的速度进行插补，此时随着曲率的变化会产生速度波动，并且在曲率极大值处需要提前减速，但减速区间判断不准确，容易造成机床震动。另一种通过S形加减速进行插补，此时通常仅仅注意到极值点处的速度而忽略插补区间内的速度限制，容易产生弓高误差超限或加速度超限等问题。
如何保证加工精度的同时满足机器的加减速特性，在保证速度最大化的同时实现速度的平滑过渡，成为亟待解决的技术问题。
发明内容
（一）要解决的技术问题
鉴于现有技术的上述缺点、不足，本申请提供一种基于S形加减速的B样条速度前瞻控制方法、设备和可读存储介质。
（二）技术方案
为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：
第一方面，本申请实施例提供一种基于S形加减速的B样条速度前瞻控制方法，该方法包括：
S1、获取待加工轨迹，所述待加工轨迹为B样条曲线；
S2、将所述B样条曲线按曲率局部极值点进行划分，得到多条B样条曲线段；
S3、基于预设系统参数以及各条B样条曲线段端点处的曲率信息，对每条B样条曲线段分别通过S形加减速算法进行速度规划，得到每条B样条曲线段的速度规划信息；
S4、基于每条B样条曲线段的速度规划信息对每条B样条曲线段的动力学参数进行调整；
S5、基于调整后的动力学参数，通过S形加减速算法对所述B样条曲线速度进行前瞻控制。
可选地，S2包括：
对所述B样条曲线进行均分采样，得到采样点；
对所述采样点的曲率进行遍历搜索，得到曲率局部极值点；
基于所述曲率局部极值点进行划分，得到多条B样条曲线段。
可选地，S3包括：
基于预设系统参数中的最大加速度和最大加减时间确定最大跃度；
基于预设系统参数中的弓高误差和最大加速度、每条B样条曲线段端点处的曲率信息、预设的起始限制速度和终止限制速度确定当前B样条曲线段的起点速度和终点速度；
确定每条B样条曲线段的曲线长度；
基于所述最大跃度、所述起点速度、所述终点速度和所述曲线长度，通过S形加减速算法对每条B样条曲线段进行速度规划，得到每条B样条曲线段的速度规划信息。
可选地，所述起始限制速度的设置方法包括：
前衔接运动段不存在时，当前B样条曲线段的起始限制速度设置为零；
否则，通过当前B样条曲线段与前一运动段的衔接关系设置所述起始限制速度。
可选地，所述终止限制速度的设置方法包括：
后衔接运动段不存在时，当前B样条曲线段的终止限制速度设置为零；
否则，通过当前B样条曲线段与后一运动段的衔接关系设置所述终止限制速度。
可选地，S4包括：
基于每条B样条曲线段的速度规划信息，计算每条B样条曲线段通过S形加减速算法进行速度规划时第一阶段末的速度v 1以及曲率值k 1、第二阶段末的速度v 2以及对应的曲率值k 2，通过以下式确定加速阶段最大加速度：
Figure 700857DEST_PATH_IMAGE001
其中，a max为系统设定最大加速度；
基于每条B样条曲线段的速度规划信息，计算每条B样条曲线段通过S形加减速算法进行速度规划时第三阶段末的速度v 3以及曲率k 3、第四阶段末的速度v 4以及对应的曲率k 4，通过下式确定曲线最大速度：
Figure 577677DEST_PATH_IMAGE002
其中，δ为弓高误差，T为插补周期；
基于每条B样条曲线段的速度规划信息，计算每条B样条曲线段通过S形加减速算法进行速度规划时第五阶段末的速度v 5以及曲率值k 5、第六阶段末的速度v 6以及对应的曲率k 6，通过下式限制曲线减速阶段最大加速度：
Figure 947217DEST_PATH_IMAGE003
。
可选地，基于所述曲线最大速度限制每条B样条曲线段的起始限制速度和终止限制速度。
第二方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上第一方面任一项所述的基于S形加减速的B样条速度前瞻控制方法的步骤。
第三方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面任一项所述的基于S形加减速的B样条速度前瞻控制方法的步骤。
（三）有益效果
本申请的有益效果是：本申请提出了一种基于S形加减速的B样条速度前瞻控制方法、设备和可读存储介质，其中的方法包括：S1、获取待加工轨迹，待加工轨迹为B样条曲线；S2、将B样条曲线按曲率局部极值点进行划分，得到多条B样条曲线段；S3、基于预设系统参数以及各条B样条曲线段端点处的曲率信息，对每条B样条曲线段分别通过S形加减速算法进行速度规划，得到每条B样条曲线段的速度规划信息；S4、基于每条B样条曲线段的速度规划信息对B样条曲线段的动力学参数进行调整；S5、基于调整后的动力学参数，通过S形加减速算法对B样条曲线速度进行前瞻控制。
本申请的方法可解决B样条插补时弓高误差超限以及加速度超限的问题，在保证加工精度的同时满足了机器的加减速特性，在保证速度最大化的同时实现了速度的平滑过渡。
进一步地，通过在曲线上均分采样，并对采样点的曲率进行遍历搜索计算得到曲率极值点，将B样条划分时，在预处理阶段进行，即系统发送给插补模块的B样条曲线是已经按曲率极值分段的B样条曲线，减轻插补模块运算负担，提升实时效率。
附图说明
本申请借助于以下附图进行描述：
图1为本申请一个实施例中的基于S形加减速的B样条速度前瞻控制方法流程示意图；
图2为本申请一个实施例中的当前运动段的起始点的方向向量与前一运动段的终止点方向向量夹角示意图；
图3为本申请一个实施例中的基于S形加减速的B样条速度前瞻控制方法流程示意图；
图4为本申请另一个实施例中的B样条加工轨迹示例图；
图5为本申请另一个实施例中的速度曲线图；
图6为本申请另一个实施例中的合加速度曲线图；
图7为本申请另一个实施例中的弓高误差图；
图8为本申请再一个实施例中的电子设备的架构示意图。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。可以理解的是，以下所描述的具体的实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合；为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
实施例一
本方法应用于计算机数控（Computerized Numerical Control ，CNC）系统中，具体地，可在CNC系统的主控设备中执行。
图1为本申请一个实施例中的基于S形加减速的B样条速度前瞻控制方法流程示意图，如图1所示，本实施例的基于S形加减速的B样条速度前瞻控制方法包括：
S1、获取待加工轨迹，待加工轨迹为B样条曲线；
S2、将B样条曲线按曲率局部极值点进行划分，得到多条B样条曲线段；
S3、基于预设系统参数以及各条B样条曲线段端点处的曲率信息，对每条B样条曲线段分别通过S形加减速算法进行速度规划，得到每条B样条曲线段的速度规划信息；
S4、基于每条B样条曲线段的速度规划信息对每条B样条曲线段的动力学参数进行调整；
S5、基于调整后的动力学参数，通过S形加减速算法对B样条曲线速度进行前瞻控制。
本实施例的基于S形加减速的B样条速度前瞻控制方法，解决了B样条插补过程中加速度以及弓高误差超限问题，提升了机床的稳定性以及加工性能。
为了更好地理解本发明，以下对本实施例中的各步骤进行展开说明。
本实施例S1中，待加工轨迹由CAM (Computer Aided Manufacturing，计算机辅助制造）软件生成。在数控加工过程中，将建好的零件模型导入CAM软件，CAM软件按照设定的误差、刀具、走刀策略等信息对模型进行相应的轨迹规划，并计算出一条由B样条曲线描述的轨迹。
本实施例中，S2包括：
对B样条曲线进行均分采样，得到采样点；
对采样点的曲率进行遍历搜索，得到曲率局部极值点；
基于曲率局部极值点进行划分，得到多条B样条曲线段。
通过在曲线上均分采样，并对采样点的曲率进行遍历搜索计算得到曲率极值点，将B样条划分时，在预处理阶段进行，即系统发送给插补模块的B样条曲线是已经按曲率极值分段的B样条曲线，可大大减轻插补模块运算负担，提升实时效率。
本实施例中，S3包括：
S31、基于预设系统参数中的最大加速度a max和最大加减时间T A 确定最大跃度jerk，具体地，最大跃度jerk的计算如公式（1）所示：
jerk=a max/T A （1）
S32、基于预设系统参数中的弓高误差和最大加速度、每条B样条曲线段端点处的曲率信息、预设的起始限制速度和终止限制速度确定当前B样条曲线段的起点速度和终点速度；具体地，通过以下公式（2）和公式（3）分别计算得到B样条曲线段的起点速度和终点速度：
Figure 491461DEST_PATH_IMAGE004
（2）
Figure 15984DEST_PATH_IMAGE005
（3）
其中，δ为弓高误差， k 0为起点位置曲率， k 7终点位置曲率，T为插补周期，a max为系统给定的最大加速度，v 1c 为当段B样条起始限制速度， v 2c 为当段B样条终止限制速度。
S33、确定每条B样条曲线段的曲线长度；
具体地，可以通过高斯勒让德积分法求解每条B样条曲线段的曲线长度，通过高斯勒让德积分法求解曲线长度属于现有技术，因此本实施例中不再展开描述。
S34、基于最大跃度、起点速度、终点速度和曲线长度，通过S形加减速算法对每条B样条曲线段进行速度规划，得到每条B样条曲线段的速度规划信息。
由以上信息，通过S形加减速进行速度规划，能确定一条速度曲线。
本实施例中，起始限制速度通过以下方法设置：
当前衔接运动段不存在时，当前B样条曲线段的起始限制速度设置为零；
否则，通过当前B样条曲线段与前一运动段的衔接关系设置起始限制速度。
起始限制速度由最大加速度a max、插补周期T、以及当前运动段的起始点的方向向量与当前运动段的前一段终止点的方向向量夹角θ确定。图2为本申请一个实施例中的当前运动段的起始点的方向向量与前一运动段的终止点方向向量夹角示意图，方向向量夹角如图2所示，可通过公式（4）计算起始限制速度v 1c ：
Figure 707996DEST_PATH_IMAGE006
（4）
终止限制速度通过以下方法设置：
当后衔接运动段不存在时，当前B样条曲线段的终止限制速度设置为零；
否则，通过当前B样条曲线段与后一运动段的衔接关系设置所述终止限制速度。
终点限制速度与起点限制速度计算方法相同，计算中其夹角θ取当前运动段的终点方向向量与当前运动段下一段的起点方向向量的夹角。
本实施例中，S4包括：
S41、基于每条B样条曲线段的速度规划信息，计算每条B样条曲线段通过S形加减速算法进行速度规划时第一阶段末的速度v 1以及该位置对应的曲率值k 1、第二阶段末的速度v 2以及该位置对应的曲率值k 2，通过以下公式（5）确定加速阶段最大加速度：
Figure 350068DEST_PATH_IMAGE007
（5）
其中，a max为系统设定最大加速度；
通过公式（6）计算得到对应的加速段跃度：
Figure DEST_PATH_IMAGE008
（6）
S42、基于每条B样条曲线段的速度规划信息，计算每条B样条曲线段通过S形加减速算法进行速度规划时第三阶段末的速度v 3以及该位置对应的曲率 k 3、第四阶段末的速度v 4以及该位置对应的曲率k 4，通过以下公式（7）确定曲线最大速度：
Figure 952082DEST_PATH_IMAGE009
（7）
其中，δ为弓高误差，T为插补周期；
S43、基于每条B样条曲线段的速度规划信息，计算每条B样条曲线段通过S形加减速算法进行速度规划时第五阶段末的速度v 5以及该位置对应的曲率值 k 5、第六阶段末的速度v 6以及该位置对应的曲率 k 6，通过以下公式（8）限制曲线减速阶段最大加速度：
Figure 366881DEST_PATH_IMAGE003
（8）
通过公式（9）计算得到对应的减速段跃度：
Figure DEST_PATH_IMAGE010
（9）
本实施例中，基于曲线最大速度限制每条B样条曲线段的起始限制速度v 1c 和终止限制速度v 2c ：
Figure 687135DEST_PATH_IMAGE011
（10）
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 899941DEST_PATH_IMAGE013
分别为每条B样条曲线段限制后的起始限制速度和终止限制速 度。
本实施例S5中，基于调整后的动力学参数，通过S形加减速算法对B样条曲线速度进行前瞻控制。
通过上述方法对B样条运动段参数进行调整，再将B样条与其他运动段一起，第二次重新进行多段速度前瞻与速度规划。
本申请的通过先对B样条单独进行一次速度规划调整B样条运动段的动力学参数，然后再将B样条与其他运动段一起进行速度规划与插补，使得加工时满足加速度限制以及弓高误差限制，提升了机床的稳定性以及加工性能。
实施例二
本实施例的执行主体可以是数控系统的控制模块，控制模块可以包括存储器和处理器，在其他一些实施例中执行主体还可以是其他可实现相同或相似功能的电子设备，本实施例对此不加以限制。
本实施例在实施例一的基础上，对基于S形加减速的B样条速度前瞻控制方法的实现过程进行详细说明。图3为本申请另一个实施例中的基于三阶B样条进行插补的方法流程示意图，如图3所示，插补过程包括：
将B样条曲线按曲率局部极值点处划分为多段B样条曲线。
按照设定的系统参数以及分段B样条曲线端点处的曲率信息，对每一段B样条分别按S形加减速进行单独速度规划。
通过上一次规划的信息对B样条曲线的动力学参数进行调整，再次通过S形加减速进行多段前瞻与速度规划处理。
为进一步说明本发明，以二维平面数控激光切割为例，采用如下G代码：
G06 X33.169 Y-100.405 K0.0
K0.0 X31.517 Y-99.644
K0.0 X28.736 Y-98.359
K0.0 X24.173 Y-96.183
K.022 X18.941 Y-93.572
K.043 X12.348 Y-90.035
K.065 X6.114 Y-86.252
K.099 X2.01 Y-82.949
K.142 X.081 Y-80.802
K.161 X-.85 Y-79.268
K.168 X-.861 Y-77.649
K.179 X-.237 Y-76.553
K.184 X.828 Y-75.765
K.188 X3.116 Y-74.764
K.196 X12.463 Y-73.069
K.201 X24.394 Y-74.401
K.221 X40.74 Y-78.913
K.319 X54.566 Y-83.972
K.357 X67.954 Y-90.064
K.444 X76.074 Y-94.862
K.512 X79.609 Y-97.979
K.55 X80.606 Y-99.956
K.568 X80.725 Y-101.37
K.574 X80.067 Y-102.726
K.579 X78.718 Y-103.952
K.586 X75.889 Y-105.565
K.593 X72.105 Y-106.818
K.602 X65.621 Y-108.393
K.629 X53.558 Y-110.442
K.645 X37.142 Y-112.353
K.69 X20.565 Y-114.009
K.789 X8.113 Y-115.149
K.863 X-2.483 Y-116.07
K.909 X-8.906 Y-116.611
K.954 X-12.717 Y-116.93
K1.0
K1.0
K1.0
K1.0。
其他部分参数设置如下：
最大加速度：10000mm/s2，
最大速度：500mm/s，
插补周期：1ms，
限定弓高误差：0.005mm。
图4为本申请另一个实施例中的B样条加工轨迹示例图，如图4所示，该段B样条有两个曲率极值点，可以将B样条曲线按曲率局部极值点处划分为3段B样条曲线。对图4所示的轨迹采用本申请的基于S形加减速的B样条速度前瞻控制方法进行速度前瞻控制，得到的速度、合加速度、弓高误差分别如图5、图6和图7所示。
图5为本申请另一个实施例中的速度曲线图；图5中(a)为未使用本发明时插补的速度曲线图，横轴为时间，分析可知在加工中间段，一直以最大速度500mm/s进行加工，此时未考虑曲率的变化，容易引起弓高误差超限以及加速度超限。图5中(b)为使用本发明时插补的速度曲线图，此时最大速度只有250mm/s左右，比未使用本发明插补的最大速度要小一倍左右，此时速度降低有助于弓高误差的减小。
图6为本申请另一个实施例中的合加速度曲线图；图6中(a)为未使用本发明时插补的合加速度图，图6中(b)为使用本发明时插补的合加速度图。如图6中(a)所示，在t=0.15s左右，以及t=0.3s左右，其加速度都已经超过了限定的最大加速度104 mm/s 2，并且第一个曲率极值点处最大加速度达到1.2╳105 mm/s 2左右，第二个曲率极值点处最大加速度达到9╳104 mm/s 2，远远超出限定的最大加速度，极容易引起机床震动。如图6中(b)所示，本发明的合加速度有五个加速度峰值，其中最大的加速度在t=0.2s处，为7000mm/s 2左右，加速度曲线未超过给定的最大加速度限制。
图7为本申请另一个实施例中的弓高误差图；图7中(a)为未使用本发明时插补的弓高误差图，图7中(b)为使用本发明时插补的弓高误差图。如图7中(a)所示，同样在曲率极值点附近存在弓高误差峰值，第一个曲率峰值处达到0.016mm，第二个曲率峰值处达到0.012mm都已经超过设定的弓高误差0.005mm。如图7中(b)所示，在插补时间t=0.2s有最大弓高误差约为5╳10-4 mm，远小于限定的弓高误差。
通过对比分析可知，通过使用本发明一种基于S形加减速的B样条速度前瞻控制方法，在对B样条进行插补时，加速度以及弓高误差都不会超限，提升了机床的稳定性以及加工精度。
实施例三
本申请第三方面通过实施例三提供了一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上实施例中任意一项所述的基于S形加减速的B样条速度前瞻控制方法的步骤。
图8为本申请再一个实施例中的电子设备的架构示意图。
图8所示的电子设备可包括：至少一个处理器101、至少一个存储器102、至少一个网络接口104和其他的用户接口103。电子设备中的各个组件通过总线系统105耦合在一起。可理解，总线系统105用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统105除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图8中将各种总线都标为总线系统105。
其中，用户接口103可以包括显示器、键盘或者点击设备(例如，鼠标，轨迹球(trackball) 或者触感板等。
可以理解，本实施例中的存储器102可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、可编程只读存储器 (Programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(Static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器 (Dynamic RAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double DataRate SDRAM，DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Sync Link DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(Direct Rambus RAM，DRRAM)。本文描述的存储器102旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
在一些实施方式中，存储器102存储了如下的元素，可执行单元或者数据结构，或者他们的子集，或者他们的扩展集：操作系统1021和应用程序1022。
其中，操作系统1021，包含各种系统程序，例如框架层、核心库层、驱动层等，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。应用程序1022，包含各种应用程序，用于实现各种应用业务。实现本发明实施例方法的程序可以包含在应用程序1022中。
在本发明实施例中，处理器101通过调用存储器102存储的程序或指令，具体的，可以是应用程序1022中存储的程序或指令，处理器101用于执行第一方面所提供的方法步骤。
上述本发明实施例揭示的方法可以应用于处理器101中，或者由处理器101实现。处理器101可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器101中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器101可以是通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现成可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件单元组合执行完成。软件单元可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器102，处理器101读取存储器102中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
另外，结合上述实施例中的基于S形加减速的B样条速度前瞻控制方法，本发明实施例可提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上方法实施例中的任意一种基于S形加减速的B样条速度前瞻控制方法。
应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何附图标记理解成对权利要求的限制。词语“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的词语“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。词语第一、第二、第三等的使用，仅是为了表述方便，而不表示任何顺序。可将这些词语理解为部件名称的一部分。
此外，需要说明的是，在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域的技术人员在得知了基本创造性概念后，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，权利要求应该解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也应该包含这些修改和变型在内。

Claims (9)

1.一种基于S形加减速的B样条速度前瞻控制方法，其特征在于，该方法包括：
S1、获取待加工轨迹，所述待加工轨迹为B样条曲线；
S2、将所述B样条曲线按曲率局部极值点进行划分，得到多条B样条曲线段；
S3、基于预设系统参数以及各条B样条曲线段端点处的曲率信息，对每条B样条曲线段分别通过S形加减速算法进行速度规划，得到每条B样条曲线段的速度规划信息；
S4、基于每条B样条曲线段的速度规划信息对每条B样条曲线段的动力学参数进行调整；
S5、基于调整后的动力学参数，通过S形加减速算法对所述B样条曲线速度进行前瞻控制。
2.根据权利要求1所述的基于S形加减速的B样条速度前瞻控制方法，其特征在于，S2包括：
对所述B样条曲线进行均分采样，得到采样点；
对所述采样点的曲率进行遍历搜索，得到曲率局部极值点；
基于所述曲率局部极值点进行划分，得到多条B样条曲线段。
3.根据权利要求1所述的基于S形加减速的B样条速度前瞻控制方法，其特征在于，S3包括：
基于预设系统参数中的最大加速度和最大加减时间确定最大跃度；
基于预设系统参数中的弓高误差和最大加速度、每条B样条曲线段端点处的曲率信息、预设的起始限制速度和终止限制速度确定当前B样条曲线段的起点速度和终点速度；
确定每条B样条曲线段的曲线长度；
基于所述最大跃度、所述起点速度、所述终点速度和所述曲线长度，通过S形加减速算法对每条B样条曲线段进行速度规划，得到每条B样条曲线段的速度规划信息。
4.根据权利要求3所述的基于S形加减速的B样条速度前瞻控制方法，其特征在于，所述起始限制速度的设置方法包括：
前衔接运动段不存在时，当前B样条曲线段的起始限制速度设置为零；
否则，通过当前B样条曲线段与前一运动段的衔接关系设置所述起始限制速度。
5.根据权利要求3所述的基于S形加减速的B样条速度前瞻控制方法，其特征在于，所述终止限制速度的设置方法包括：
后衔接运动段不存在时，当前B样条曲线段的终止限制速度设置为零；
否则，通过当前B样条曲线段与后一运动段的衔接关系设置所述终止限制速度。
6.根据权利要求1所述的基于S形加减速的B样条速度前瞻控制方法，其特征在于，S4包括：
基于每条B样条曲线段的速度规划信息，计算每条B样条曲线段通过S形加减速算法进行速度规划时第一阶段末的速度v 1以及对应的曲率值 k 1、第二阶段末的速度v 2以及对应的曲率值 k 2，通过以下式确定加速阶段最大加速度：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
其中，a max为系统设定最大加速度；
基于每条B样条曲线段的速度规划信息，计算每条B样条曲线段通过S形加减速算法进行速度规划时第三阶段末的速度v 3以及对应的曲率 k 3、第四阶段末的速度v 4以及对应的曲率 k 4，通过下式确定曲线最大速度：
Figure 157589DEST_PATH_IMAGE002
其中，δ为弓高误差，T为插补周期；
基于每条B样条曲线段的速度规划信息，计算每条B样条曲线段通过S形加减速算法进行速度规划时第五阶段末的速度v 5以及对应的曲率值 k 5、第六阶段末的速度v 6以及对应的曲率k 6，通过下式限制曲线减速阶段最大加速度：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
。
7.根据权利要求6所述的基于S形加减速的B样条速度前瞻控制方法，其特征在于，基于所述曲线最大速度限制每条B样条曲线段的起始限制速度和终止限制速度。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上权利要求1至7任一项所述的基于S形加减速的B样条速度前瞻控制方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上权利要求1至7任一项所述的基于S形加减速的B样条速度前瞻控制方法的步骤。
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