一种基于高速现场总线的多轴运动控制插补算法

摘要

一种基于高速现场总线的多轴运动控制插补算法。该项发明主要应用于机电一体化的运动控制器，数控系统，机器人控制系统等领域，尤其需要多轴高速高精的联动控制应用上。该算法的实现是将一段目标位置序列分成粗插补，速度规划，精插补三个过程对位置和速度再次重构，通过高速现场总线的方式和伺服电机驱动器进行通讯，最终实现高速度高精度的位置控制。其特征在于该多轴插补算法包括粗插补，速度规划，精插补和高速工业以太网总线构成。

主权项

1.一种基于高速现场总线的多轴运动控制插补算法，该算法的实现是将一段目标位置序列分成粗插补，速度规划，精插补三个过程对位置和速度再次重构，通过高速现场总线的方式和伺服电机驱动器进行通讯，最终实现高速度高精度的位置控制，其特征在于该多轴插补算法包括粗插补，速度规划，精插补和高速工业以太网总线构成；所述粗插补是指一次读入多条小线段，以参数p表示位置，v表示速度，a表示加速度，t表示时间；结合系统目前所处的运动状态如加减速或匀速状态，给出这个小线段一个合适的p，v，这个过程分以下三种情况：第一种：p为终点位置；第二种：这个小线段太长，那么p就处于中间某个位置；第三种：需要若干个小线段拼接才能得到这个p；获得这个末端点位置p就是粗插补获取的点，然后这个位置点就被拿去做精插补的末端点；所述速度规划是指对粗插补的数据进行速度规划，具体为：用i标记小线段序列，j标记线段链序列，v_i为第i-1与第i个小线段之间的转角速度，v_j为链接处理后第j-1与第j个线段链之间的转角速度；设第j个线段链长度为s_j，起始速度和结束速度分别为v_j和v_j+1，线段链的最大加速度为a_max，根据的值，分v_j＞v_j+1和v_j＜v_j+1两种情况进行处理；所述精插补是将从总线获得的运行参数如实际位置和速度，结合未完成的位置目标序列，以自然曲线形状用高次方程再次描述，进行样条插补；所述样条插补为：A、用沿切线方向的直线插补来实现曲线插补；B、每次向X轴进给一步，修改一下切线的方向，以逼近直线。