CN116088527A - 运动控制曲线的极限最大速度的计算方法、运动控制方法 - Google Patents
运动控制曲线的极限最大速度的计算方法、运动控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116088527A CN116088527A CN202310117968.1A CN202310117968A CN116088527A CN 116088527 A CN116088527 A CN 116088527A CN 202310117968 A CN202310117968 A CN 202310117968A CN 116088527 A CN116088527 A CN 116088527A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- value
- speed
- maximum
- motion control
- control curve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 58
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 61
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 5
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012550 audit Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0212—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
- G05D1/0219—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory ensuring the processing of the whole working surface
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Abstract
本申请实施例提供了一种运动控制曲线的极限最大速度的计算方法和基于该计算方法的运动控制方法。该计算方法包括:获取定位距离、当前速度值、终点速度值、最大加速度设定值和最大减速度设定值;根据所述定位距离、当前速度值、终点速度值、最大加速度设定值和最大减速度设定值计算要规划的第一速度‑时间运动控制曲线能够达到的极限最大速度值,所述要规划的第一速度‑时间运动控制曲线包括各自在时间‑速度坐标系中呈中心对称的第一加速运动控制曲线和第一减速运动控制曲线。本申请实施例的运动控制曲线的极限最大速度的计算结果精准,从而可确保运动效率和定位精度。
Description
技术领域
本发明涉及控制方法技术领域,尤其涉及一种运动控制曲线的极限最大速度的计算方法、运动控制方法。
背景技术
对于堆垛机或者RGV等被控对象的运动控制,很多情况下使用采取多段速拼接的自定义运动控制曲线进行定位控制,曲线建模复杂,定位时实际所能达到的最大速度不易求取,使得定位时间加长或者定位精度不高。此外,通常使用位置编码器实时记录的被控对象的当前位置值并反馈给控制系统(例如PLC)以供位置校准使用。但是受工业现场环境(如电磁干扰)的影响,位置编码器实时记录的当前位置值可能会发生突变,并且该突变并无规律可循,可能发生在启动时刻或定位过程中,从而造成较大的定位偏差或者较大的速度波动。
现有技术中,计算自定义运动控制曲线的极限速度最大值的一种方法,是通过简化模型(例如将S型转化为直线)粗略估算所能达到的最大速度,但这通常是以牺牲运动效率为代价;另一种方法是采用均值滤波对位置编码器记录的位置值进行滤波处理,但这会引起位置值反馈滞后,并且当突变值很大时,往往滤波效果不佳,还可能存在报警停机的风险。
发明内容
鉴于此,本发明提供了一种运动控制曲线的极限最大速度的计算方法、运动控制方法,用于至少部分地解决上述技术间题。
第一方面,本发明提供了一种运动控制曲线的极限最大速度的计算方法,该计算方法包括:
获取定位距离、当前速度值、终点速度值、最大加速度设定值和最大减速度设定值;
根据所述定位距离、当前速度值、终点速度值、最大加速度设定值和最大减速度设定值计算要规划的第一速度-时间运动控制曲线能够达到的极限最大速度值,所述要规划的第一速度-时间运动控制曲线包括各自在时间-速度坐标系中呈中心对称的第一加速运动控制曲线和第一减速运动控制曲线。
在一种可能的实现方式中,所述根据所述定位距离、当前速度值、终点速度值、最大加速度设定值和最大减速度设定值计算要规划的第一速度-时间运动控制曲线能够达到的极限最大速度值,进一步包括:
根据公式(Vmax2-Va2)/Accmax+(Vmax2-Vb2)/Decmax=D*4/5计算要规划的第一速度-时间运动控制曲线能够达到的极限最大速度值,其中,Vmax为要计算的极限最大速度值,Va为所述当前速度值,Vb为所述终点速度值,Accmax为所述最大加速度设定值,Decmax为所述最大减速度设定值,D为所述定位距离。
在一种可能的实现方式中,所述最大加速度设定值和/或所述最大减速度设定值是以所要计算的所述极限最大速度为自变量的函数;
所述根据公式(Vmax2-Va2)/Accmax+(Vmax2-Vb2)/Decmax=D*4/5计算要规划的第一速度-时间运动控制曲线能够达到的极限最大速度值进一步包括:
根据公式(Vmax2-Va2)/Accmax+(Vmax2-Vb2)/Decmax=D*4/5,利用牛顿迭代法计算要规划的第一速度-时间运动控制曲线能够达到的极限最大速度值。
在一种可能的实现方式中,所述第一加速运动控制曲线是基于Sigmoid加速曲线模型根据所述当前速度值、最大速度值和所述最大加速度设定值确定;
所述第一减速运动控制曲线是基于Sigmoid减速曲线模型根据所述最大速度值、所述终点速度值和所述最大减速度设定值确定;
其中,所述Sigmoid加速曲线模型和所述Sigmoid减速曲线模型分别是基于Sigmoid函数曲线变换得到。
在一种可能的实现方式中,所述Sigmoid加速曲线模型表达式为:V(t)=(Vmax1-Vmin1)/(1+e(-a1t+5))+Vmin1,t∈(0,10/a1);
所述Sigmoid减速曲线模型表达式为:V(t)=(Vmax2-Vmin2)/(1+e(a2t-5))+Vmin2,t∈(0,10/a2);
其中,a1=4*Accmax/(Vmax1-Vmin1),a2=4*Decmax/(Vmax2-Vmin2),Accmax、Vmax1、Vmin1分别为所述第一加速运动控制曲线的最大加速度设定值、所述最大速度值、最小速度值,Decmax、Vmax2、Vmin2分别为所述第一减速运动控制曲线的最大减速度设定值、所述最大速度值、最小速度值。
在一种可能的实现方式中,所述获取定位距离、当前速度值、终点速度值、最大加速度设定值和最大减速度设定值之前,还包括:
周期性地获取位置编码器记录的被控对象的位置值;
判断相邻两个周期获取的位置编码器记录的所述位置值的偏差值的绝对值是否大于预定值;
若所述偏差值的绝对值大于所述预定值,则获取用于控制所述被控对象运动的电机的转速值,并将该转速值换算为所述被控对象在单个周期运动的距离值,计算该距离值与确定的前一周期的目标位置值的和值并将该和值确定为当前位置值;否则将当前周期获取的位置编码器记录的所述位置值确定为当前位置值;
计算当前位置值到终点的距离作为所述定位距离。
第二方面,本发明提供了一种运动控制方法,包括:
基于第二速度-时间运动控制曲线控制被控对象运动,所述第二速度-时间运动控制曲线包括各自在时间-速度坐标系中呈中心对称的第二加速运动控制曲线和第二减速运动控制曲线;
在所述控制被控对象运动过程中,获取当前速度和剩余距离,并以所述剩余距离作为定位距离,根据前述的极限最大速度的计算方法计算要重新规划的对应所述剩余距离的所述第一速度-时间运动控制曲线能够达到的极限最大速度值,所述要重新规划的对应所述剩余距离的第一速度-时间运动控制曲线的实际最大速度值小于或等于所述极限最大速度值。
在一种可能的实现方式中,所述第二速度-时间运动控制曲线还包括在所述时间-速度坐标系中连接在所述第二加速运动控制曲线和所述第二减速运动控制曲线之间的匀速运动控制曲线。
在一种可能的实现方式中,在所述控制被控对象运动过程中,还包括
周期性地获取位置编码器记录的被控对象的位置值;
判断相邻的两个周期位置编码器记录的位置值的偏差值的绝对值是否大于预定值;
若所述偏差值的绝对值大于所述预定值,则获取用于控制所述被控对象运动的电机的转速值,并将该转速值换算为所述被控对象在单个周期运动的距离值,计算该距离值与确定的前一周期的目标位置值的和值并将该和值确定为当前位置值;否则将当前周期获取的位置编码器记录的所述位置值确定为当前位置值;
根据确定的当前位置值和当前速度-时间运动控制曲线确定当前周期要发送给所述被控对象的速度以控制所述被控对象以该速度运动。
在一种可能的实现方式中,在所述控制被控对象运动之前的启动阶段,还包括:
周期性地获取位置编码器记录的被控对象的位置值;
实时判断当前周期和前一周期所述位置编码器记录的位置值的偏差值的绝对值是否大于定位精度;
若所述偏差值的绝对值大于所述定位精度,则延迟启动,并计算之后的连续N个周期位置编码器记录的N个位置值中相邻位置值之间的差值,若所有差值均小于所述定位精度则取消延迟,否则继续延迟。
在本申请的实施例中,与现有技术相比,至少包括以下优点:
根据定位距离、当前速度值、终点速度值、最大加速度设定值和最大减速度设定值计算要规划的第一速度-时间运动控制曲线(包括各自在时间-速度坐标系中呈中心对称的第一加速运动控制曲线和第一减速运动控制曲线)能够达到的极限最大速度值,尤其地根据预设公式计算要规划的第一速度-时间运动控制曲线能够达到的极限最大速度值,计算方法简单且计算结果精准,从而可确保例如基于确定的实际最大速度值控制被控对象运动的运动效率和定位精度。
进一步地,基于确定的实际最大速度值规划对应定位距离的第一速度-时间运动控制曲线,特别适用在基于第二速度-时间运动控制曲线控制被控对象运动过程中最大速度设定值改变的情况,可避免最大速度设定过低造成的运动效率低以及最大速度设定过高造成系统报警。
进一步地,在基于速度时间运动控制曲线控制被控对象运动过程中或者之前的启动阶段,使用突变过滤机制,避免因位移编码器记录的位置值突变造成的定位错误,相对于启动或运行后报警停机优势更加明显。
附图说明
图1是根据本发明的第一实施例的运动控制曲线的极限最大速度的计算方法的流程图。
图2是根据本发明的第二实施例的运动控制方法的流程图。
图3是根据本发明的示例第二速度-时间运动控制曲线的示意图。
图4是根据本发明的基于图3运动控制曲线运动过程中速度设定值发生改变时所能达到的极限最大速度的运动控制曲线的示意图。
图5是根据本发明的在启动阶段位移编码器记录的位置值发生突变时判断位置值正常后启动的示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案、及优点更加清楚明白,以下参照附图和实施例,对本申请进一步详细说明。显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他技术方案,都属于本申请保护的范围。
图1示出了本发明的第一实施例的运动控制曲线的极限最大速度的计算方法。如图1所示,该计算方法包括:
步骤S102:获取定位距离、当前速度值、终点速度值、最大加速度设定值和最大减速度设定值。
在本实施例中,步骤S102中所述的“定位距离”是指当前位置与目的位置之间距离。因此,步骤S102之前还包括定位距离的计算。可选地,定位距离的计算包括:周期性地获取位置编码器记录的被控对象的位置值;判断相邻两个周期获取的位置编码器记录的所述位置值的偏差值的绝对值是否大于预定值;若所述偏差值的绝对值大于所述预定值,则获取用于控制所述被控对象运动的电机的转速值,并将该转速值换算为所述被控对象在单个周期运动的距离值,计算该距离值与确定的前一周期的目标位置值的和值并将该和值确定为当前位置值;否则将当前周期获取的位置编码器记录的所述位置值确定为当前位置值;计算当前位置值到终点的距离作为所述定位距离。与直接获取位置编码器记录的当前位置值作为当前位置值不同,本可选方案可避免位置编码器实时记录的受电磁干扰等时发生突变造成的定位距离不准确的问题,一定程度上可提高本实施例的运动控制曲线的极限最大速度的计算结果的准确性。
步骤S104:根据所述定位距离、当前速度值、终点速度值、最大加速度设定值和最大减速度设定值计算要规划的第一速度-时间运动控制曲线能够达到的极限最大速度值,所述要规划的第一速度-时间运动控制曲线包括各自在时间-速度坐标系中呈中心对称的第一加速运动控制曲线和第一减速运动控制曲线。
可选地,步骤S104可以进一步实现为:根据公式(Vmax2-Va2)/Accmax+(Vmax2-Vb2)/Decmax=D*4/5计算要规划的第一速度-时间运动控制曲线能够达到的极限最大速度值,其中,Vmax为要计算的极限最大速度值,Va为所述当前速度值,Vb为所述终点速度值,Accmax为所述最大加速度设定值,Decmax为所述最大减速度设定值,D为所述定位距离。如此可直接利用公式精确的计算出实际所能达到的极限最大速度值,提高运行效率。
进一步地,如果计算公式存在与高阶方程组,例如所述最大加速度设定值和/或所述最大减速度设定值是以所要计算的所述极限最大速度为自变量的函数的情况,那么可根据公式(Vmax2-Va2)/Accmax+(Vmax2-Vb2)/Decmax=D*4/5,利用牛顿迭代法计算要规划的第一速度-时间运动控制曲线能够达到的极限最大速度值,如此可以不用显示求解,就可以较为精确的计算出实际所能达到的极限最大速度值,简化计算过程,提高运行效率。
在本实施例中,步骤S104中所要规划的第一速度-时间运动控制曲线为包括第一加速运动控制曲线和第一减速运动控制曲线的自定义运动控制曲线,需满足第一加速运动控制曲线和第一减速运动控制曲线为各自在时间-速度坐标系中呈中心对称。例如,第一加速运动控制曲线可以基于Sigmoid加速曲线模型根据所述当前速度值、最大速度值和所述最大加速度设定值确定得到,第一减速运动控制曲线可以基于Sigmoid减速曲线模型根据所述最大速度值、所述终点速度值和所述最大减速度设定值确定得到。其中Sigmoid加速和减速曲线模型可以基于Sigmoid函数曲线变换得到,例如变换得到的所述Sigmoid加速曲线模型可以表达式为:V(t)=(Vmax1-Vmin1)/(1+e(-a1t+5))+Vmin1,t∈(0,10/a1);变换得到的所述Sigmoid减速曲线模型可以表达式为:V(t)=(Vmax2-Vmin2)/(1+e(a2t-5))+Vmin2,t∈(0,10/a2);其中,a1=4*Accmax/(Vmax1-Vmin1),a2=4*Decmax/(Vmax2-Vmin2),Accmax、Vmax1、Vmin1分别为所述第一加速运动控制曲线的最大加速度设定值、最大速度值、最小速度值,Decmax、Vmax2、Vmin2分别为所述第一减速运动控制曲线的最大减速度设定值、最大速度值、最小速度值。例如,图4中T1至T3之间的曲线为最大速度值为极限最大速度值的示例运动控制曲线。
在本实施例中,步骤S104中计算的极限最大速度值例如可以用于指导第一速度-时间运动控制曲线的规划,所规划的第一速度-时间运动控制曲线的最大速度需要小于或等于极限最大速度值,例如若用户所设定的最大速度大于该极限最大速度值时,系统可自动基于该极限最大速度值(而不是用户所设定的最大速度,因为不符合实际)规划第一速度-时间运动控制曲线。并且,若用户所设定的最大速度小于该极限最大速度值时,可根据需要,还可以规划该第一速度-时间运动控制曲线还包括在时间-速度坐标系中连接在第一加速运动控制曲线和第一减速运动控制曲线之间的匀速运动控制曲线等。
图2示出了本发明第二实施例的基于图1实施例极限最大速度的计算方法的运动控制方法,该运动控制方法包括:
步骤S202:基于第二速度-时间运动控制曲线控制被控对象运动,所述第二速度-时间运动控制曲线包括各自在时间-速度坐标系中呈中心对称的第二加速运动控制曲线和第二减速运动控制曲线。
例如,该第二加速运动控制曲线可以基于前述Sigmoid加速曲线模型根据当前速度值、最大速度值和最大加速度设定值确定得到,第二减速运动控制曲线可以基于前述Sigmoid减速曲线模型根据最大速度值、终点速度值和最大减速度设定值确定得到。可选地,所述第二速度-时间运动控制曲线还包括在所述时间-速度坐标系中连接在所述第二加速运动控制曲线和所述第二减速运动控制曲线之间的匀速运动控制曲线,例如,图3示出了包括第二加速运动控制曲线、匀速运动控制曲线和第二减速运动控制曲线的示例第二速度-时间运动控制曲线。
步骤S204:接收到速度设定值发生改变的指令,获取当前速度和剩余距离,并以所述剩余距离作为定位距离,根据前述第一实施例的极限最大速度的计算方法计算要重新规划的对应所述剩余距离的所述第一速度-时间运动控制曲线能够达到的极限最大速度值。可选地,第一速度-时间运动控制曲线的最大加速度设定值和最大减速度设定值可以与第二速度-时间运动控制曲线设置为相同,也可以设置为不同,例如可以根据需要重新设置第二速度-时间运动控制曲线的最大加速度设定值和最大减速度设定值。
步骤S206:基于计算的极限最大速度值确定所述要重新规划的对应所述剩余距离的第一速度-时间运动控制曲线的最大速度值(或实际最大速度值)并基于确定的实际最大速度值规划对应所述剩余距离的第一速度-时间运动控制曲线,该实际最大速度值小于或等于所述极限最大速度值。
步骤S208:基于规划对应所述剩余距离的第一速度-时间运动控制曲线控制被控对象运动。
以图3示例曲线为例,在基于图3示例运动控制曲线控制被控对象运动过程中,在T1时刻,速度设定值增大,如图4所示,这时需要计算出能达到的极限最大速度值,才能建立起速度改变后的速度理论模型以进行剩余距离的第一速度-时间运动控制曲线的规划。具体的,图4中的波峰(最大速度值)为极限最大速度值时,需要根据实时剩余的距离D以及当前速度V实时计算出所能达到的极限最大速度设定值Vmax计算,D1、D2是V1、V2、T1、T2所夹长方形经过曲线分割的两个区域,D3、D4是V1、t轴、T2、T3所夹长方形经过曲线分割的两部分。基于所述要规划的第一速度-时间运动控制曲线的第一加速运动控制曲线和第一减速运动控制曲线各自在时间-速度坐标系中呈中心对称的特性,则D1=D2,D3=D4,那么就可以通过面积法或者积分法得到前述的公式(Vmax2-Va2)/Accmax+(Vmax2-Vb2)/Decmax=D*4/5,这也验证了前述第一实施例中根据该公式计算要规划的第一速度-时间运动控制曲线能够达到的极限最大速度值的准确性。
可选地,在前述控制被控对象运动的过程中,还包括以下步骤:周期性地获取位置编码器记录的被控对象的位置值;判断相邻的两个周期位置编码器记录的位置值的偏差值的绝对值是否大于预定值;若所述偏差值的绝对值大于所述预定值(可根据经验设置),则获取用于控制所述被控对象运动的电机的转速值,并将该转速值换算为所述被控对象在单个周期运动的距离值,计算该距离值与确定的前一周期的目标位置值的和值并将该和值确定为当前位置值;否则将当前周期获取的位置编码器记录的所述位置值确定为当前位置值;根据确定的当前位置值和当前速度-时间运动控制曲线确定当前周期要发送给所述被控对象的速度以控制所述被控对象以该速度运动。
可选地,在基于运动控制曲线控制被控对象运动之前的启动阶段(例如在基于第二速度-时间运动控制曲线控制被控对象运动之前的启动阶段)还可以包括以下步骤:周期性地获取位置编码器记录的被控对象的位置值;实时判断当前周期和前一周期所述位置编码器记录的位置值的偏差值的绝对值是否大于定位精度;若所述偏差值的绝对值大于所述定位精度,则延迟启动,并计算之后的连续N个周期位置编码器记录的N个位置值中相邻位置值之间的差值,若所有差值均小于所述定位精度则取消延迟,否则继续延迟。其中,N为大于或等于1的整数且N的值可根据需要设置。举例说明:参见附图5,在基于运动控制曲线S1控制被控对象运动之前的启动阶段(即速度实际值为零时),实时的判断本次和上个扫描周期的位置值,如果位置值的偏差绝对值大于定位精度,则判断为位置发生突变(如S2的位置值突变曲线),置位一个信号F;如果F=true,即使按下了启动开关,则不会启动(如S3的延时启动曲线),并且之后连续记录接下来3个时间段的位置实际值(如间隔1s)。若所有差值均小于所述定位精度则将F信号复位,否则继续延迟,并且F复位后,如果启动开关为ON,则开始运行(如S4的绝对定位命令曲线)。
本实施例中前述周期的值可以根据实际应用场景或需要进行设置。可选地,该周期是基于控制器的扫描周期得到。例如本实施例中涉及的周期是就是PLC的扫描周期,又例如但不限于是对扫描周期执行倍频或分频得到。
需要说明的是,在本专利的权利要求和说明书中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
显然,本领域的技术人员应该明白,上述的本说明书实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现,它们可以集中在单个的计算装置上,或者分布在多个计算装置所组成的网络上,可选地,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而,可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行,并且在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样,本说明书实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。
虽然通过参照本发明的某些优选实施方式,已经对本发明进行了图示和描述,但本领域的普通技术人员应该明白,可以在形式上和细节上对其作各种改变,而不偏离本发明的精神和范围。
上文通过附图和优选实施例对本发明进行了详细展示和说明,然而本发明不限于这些已揭示的实施例,基与上述多个实施例本领域技术人员可以知晓,可以组合上述不同实施例中的代码审核手段得到本发明更多的实施例,这些实施例也在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种运动控制曲线的极限最大速度的计算方法,其特征在于,包括:
获取定位距离、当前速度值、终点速度值、最大加速度设定值和最大减速度设定值;
根据所述定位距离、当前速度值、终点速度值、最大加速度设定值和最大减速度设定值计算要规划的第一速度-时间运动控制曲线能够达到的极限最大速度值,所述要规划的第一速度-时间运动控制曲线包括各自在时间-速度坐标系中呈中心对称的第一加速运动控制曲线和第一减速运动控制曲线。
2.根据权利要求1所述的运动控制曲线的极限最大速度的计算方法,其特征在于,所述根据所述定位距离、当前速度值、终点速度值、最大加速度设定值和最大减速度设定值计算要规划的第一速度-时间运动控制曲线能够达到的极限最大速度值,进一步包括:
根据公式(Vmax2-Va2)/Accmax+(Vmax2-Vb2)/Decmax=D*4/5计算要规划的第一速度-时间运动控制曲线能够达到的极限最大速度值,其中,Vmax为要计算的极限最大速度值,Va为所述当前速度值,Vb为所述终点速度值,Accmax为所述最大加速度设定值,Decmax为所述最大减速度设定值,D为所述定位距离。
3.根据权利要求2所述的运动控制曲线的极限最大速度的计算方法,其特征在于,所述最大加速度设定值和/或所述最大减速度设定值是以要计算的所述极限最大速度为自变量的函数;
所述根据公式(Vmax2-Va2)/Accmax+(Vmax2-Vb2)/Decmax=D*4/5计算要规划的第一速度-时间运动控制曲线能够达到的极限最大速度值进一步包括:
根据公式(Vmax2-Va2)/Accmax+(Vmax2-Vb2)/Decmax=D*4/5,利用牛顿迭代法计算要规划的第一速度-时间运动控制曲线能够达到的极限最大速度值。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的运动控制曲线的极限最大速度的计算方法,其特征在于,所述第一加速运动控制曲线是基于Sigmoid加速曲线模型根据所述当前速度值、最大速度值和所述最大加速度设定值确定得到;
所述第一减速运动控制曲线是基于Sigmoid减速曲线模型根据所述最大速度值、所述终点速度值和所述最大减速度设定值确定得到;
其中,所述Sigmoid加速曲线模型和所述Sigmoid减速曲线模型分别是基于Sigmoid函数曲线变换得到。
5.根据权利要求4所述的运动控制曲线的极限最大速度的计算方法,其特征在于,所述Sigmoid加速曲线模型表达式为:V(t)=(Vmax1-Vmin1)/(1+e(-a1t+5))+Vmin1,t∈(0,10/a1);
所述Sigmoid减速曲线模型表达式为:V(t)=(Vmax2-Vmin2)/(1+e(a2t-5))+Vmin2,t∈(0,10/a2);
其中,a1=4*Accmax/(Vmax1-Vmin1),a2=4*Decmax/(Vmax2-Vmin2),Accmax、Vmax1、Vmin1分别为所述第一加速运动控制曲线的最大加速度设定值、所述最大速度值、最小速度值,Decmax、Vmax2、Vmin2分别为所述第一减速运动控制曲线的最大减速度设定值、所述最大速度值、最小速度值。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的运动控制曲线的极限最大速度的计算方法,其特征在于,所述获取定位距离、当前速度值、终点速度值、最大加速度设定值和最大减速度设定值之前,还包括:
周期性地获取位置编码器记录的被控对象的位置值;
判断相邻两个周期获取的位置编码器记录的所述位置值的偏差值的绝对值是否大于预定值;
若所述偏差值的绝对值大于所述预定值,则获取用于控制所述被控对象运动的电机的转速值,并将该转速值换算为所述被控对象在单个周期运动的距离值,计算该距离值与确定的前一周期的目标位置值的和值并将该和值确定为当前位置值;否则将当前周期获取的位置编码器记录的所述位置值确定为当前位置值;
计算当前位置值到终点的距离作为所述定位距离。
7.一种运动控制方法,其特征在于,包括:
基于第二速度-时间运动控制曲线控制被控对象运动,所述第二速度-时间运动控制曲线包括各自在时间-速度坐标系中呈中心对称的第二加速运动控制曲线和第二减速运动控制曲线;
在所述控制被控对象运动过程中,获取当前速度和剩余距离,并以所述剩余距离作为定位距离,根据权利要求1-6中任一项所述的极限最大速度的计算方法计算要重新规划的对应所述剩余距离的所述第一速度-时间运动控制曲线能够达到的极限最大速度值,所述要重新规划的对应所述剩余距离的第一速度-时间运动控制曲线的实际最大速度值小于或等于所述极限最大速度值。
8.根据权利要求7所述的运动控制方法,其特征在于,所述第二速度-时间运动控制曲线还包括在所述时间-速度坐标系中连接在所述第二加速运动控制曲线和所述第二减速运动控制曲线之间的匀速运动控制曲线。
9.根据权利要求7或8所述的运动控制方法,其特征在于,在所述控制被控对象运动过程中,还包括
周期性地获取位置编码器记录的被控对象的位置值;
判断相邻的两个周期位置编码器记录的位置值的偏差值的绝对值是否大于预定值;
若所述偏差值的绝对值大于所述预定值,则获取用于控制所述被控对象运动的电机的转速值,并将该转速值换算为所述被控对象在单个周期运动的距离值,计算该距离值与确定的前一周期的目标位置值的和值并将该和值确定为当前位置值;否则将当前周期获取的位置编码器记录的所述位置值确定为当前位置值;
根据确定的当前位置值和当前速度-时间运动控制曲线确定当前周期要发送给所述被控对象的速度以控制所述被控对象以该速度运动。
10.根据权利要求7或8所述的运动控制方法,其特征在于,在所述控制被控对象运动之前的启动阶段,还包括:
周期性地获取位置编码器记录的被控对象的位置值;
实时判断当前周期和前一周期所述位置编码器记录的位置值的偏差值的绝对值是否大于定位精度;
若所述偏差值的绝对值大于所述定位精度,则延迟启动,并计算之后的连续N个周期位置编码器记录的N个位置值中相邻位置值之间的差值,若所有差值均小于所述定位精度则取消延迟,否则继续延迟。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310117968.1A CN116088527A (zh) | 2023-01-30 | 2023-01-30 | 运动控制曲线的极限最大速度的计算方法、运动控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310117968.1A CN116088527A (zh) | 2023-01-30 | 2023-01-30 | 运动控制曲线的极限最大速度的计算方法、运动控制方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116088527A true CN116088527A (zh) | 2023-05-09 |
Family
ID=86208201
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310117968.1A Pending CN116088527A (zh) | 2023-01-30 | 2023-01-30 | 运动控制曲线的极限最大速度的计算方法、运动控制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116088527A (zh) |
-
2023
- 2023-01-30 CN CN202310117968.1A patent/CN116088527A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3379349B1 (en) | Control device, control program, and control system | |
US6317637B1 (en) | System and method for maintaining output continuity of PID controllers in response to changes in controller parameters | |
EP1586158A2 (en) | Electric motor controller | |
US20120323350A1 (en) | Support system for setting equipment parameters | |
EP3318939B1 (en) | Control system, control method and program for control system | |
EP3598249B1 (en) | Processing device, control parameter determination method, and control parameter determination program | |
US11106184B2 (en) | Control system | |
JP2010063343A (ja) | モータ制御装置とそのトルクリップル補正方法及びモータ制御システム | |
JP5585381B2 (ja) | オートチューニング装置及びオートチューニング方法 | |
US20200133208A1 (en) | Output device, control device and method of outputting evaluation function value | |
CN116088527A (zh) | 运动控制曲线的极限最大速度的计算方法、运动控制方法 | |
US6949905B2 (en) | Servo control system and method of setting | |
EP0258447A1 (en) | Method of returning to origin | |
CN111813132B (zh) | 定位控制方法、装置、可编程逻辑控制器及可读存储介质 | |
JP7159945B2 (ja) | 処理装置 | |
EP3822734A1 (en) | Control device and control method | |
CN107741731B (zh) | 一种s曲线计算精度引起的误差处理方法 | |
US20200064787A1 (en) | System and Method for Determining the Parameters of a Controller | |
EP3315898A1 (en) | Control system, control method and program for control system | |
JP7047794B2 (ja) | 制御装置および制御プログラム | |
JP2018072221A (ja) | 制御システム、その制御方法およびそのプログラム | |
JP7059957B2 (ja) | 制御装置および制御プログラム | |
CN114268246B (zh) | 电机控制方法、装置、系统及计算机可读存储介质 | |
CN113330373B (zh) | 控制装置、模型创建方法以及记录介质 | |
US20220176402A1 (en) | Control device and non-transitory computer readable recording medium |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |