[发明专利]一种基于移动平均算法的S曲线加减速控制方法

说明书

本发明涉及一种基于移动平均算法的S曲线加减速控制方法，包括以下步骤：步骤S1、利用三角函数的泰勒展开式，求得优化前速度v(t)的初步表达式；步骤S2、利用最优解求解算法对优化前速度v(t)的初步表达式中的系数进行计算，得到优化前速度v(t)的最终表达式；步骤S3、采用移动平均算法对v(t)进行优化，得到优化后速度V(t)的表达式。本发明采用基于三角函数的S曲线加减速控制方法，在此基础上进行滑动平均滤波，运算时间简短，性能优越，能够很好的满足高档数控系统的加工要求。

技术领域

本发明属于运动控制领域，具体涉及一种基于移动平均算法的S曲线加减速控制方法。

背景技术

加减速技术是数控系统的关键技术之一，算法的优劣直接决定着加工效率和加工精度。一种优秀的加减速算法既可以保证机床在启动或停止的过程中不发生冲击、失步、超程和震荡，也满足算法简单，加减速时间短，实时性强的特点。

一般常用的加减速算法包括直线加减速，指数型加减速和S曲线加减速。前两种虽然算法简单，但是不能够进行柔性加工，在加工过程中容易对工件进行冲击，不能够满足高速高精的要求。现在一般的中高档机床都会实行S 曲线的加减速控制方法，但是普通的7段S曲线加减速也存在计算复杂，而且加加速度Jerk不连续的缺点。

发明内容

本发明的主要目的旨在解决上述问题，提出了一种基于移动平均算法的 S曲线加减速控制方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种基于移动平均算法的S曲线加减速控制方法，包括以下步骤：

步骤S1、利用三角函数的泰勒展开式，求得优化前速度v(t)的初步表达式；

步骤S2、利用最优解求解算法对优化前速度v(t)的初步表达式中的系数进行计算，得到优化前速度v(t)的最终表达式；

步骤S3、采用移动平均算法对v(t)进行优化，得到优化后速度V(t)的表达式。

所述步骤S1具体为，利用正弦函数或余弦函数的泰勒展开式进行求导，得到v(t)的初步表达式。

所述步骤S1具体为，利用余弦函数的泰勒展开式得到位移表达式f(t)＝S(t)＝1-b₁t²+b₂t⁴-b₃t⁶+b₄t⁸,对f(t)进行多次求导，分别得到速度表达式f⁽¹⁾(t)＝v(t)＝-2b₁t+4b₂t³-6b₃t⁵+8b₄t⁷，加速度表达式 f⁽²⁾(t)＝a(t)＝-2b₁+12b₂t²-30b₃t⁴+56b₄t⁶和加加 速度表达式 f⁽³⁾(t)＝24b₂t-120b₃t³+336b₄t⁵。

所述步骤S2中，所述步骤S2中，最优解求解算法为遗传算法。

所述步骤S2中，采用遗传算法对v(t)的初步表达式中的系数进行计算，得到v(t)的最终表达式的具体步骤包括以下步骤：