基于開放式PC機上數(shù)控系統(tǒng)速度控制算法的研設(shè)計過程的敘述的修改畢業(yè)論文.doc

1.前瞻部分速度條件的具體限制在前瞻的考慮中，以及在連續(xù)小直線段的連接處，特別是有拐角問題的解決，有很多人做出了大量的努力。（1）前文中，提到的是一種比較常見的用于連續(xù)小直線段的前瞻算法。我們設(shè)計的程序流程的前瞻部分就是基于這種算法的，其步驟如下：1由當(dāng)前路徑段l(n)的信息,如路徑長度ln和路徑段起點進給速度vs,n,按線性加速的方式求出該路徑段的終點進給速度ve,n(不大于數(shù)控系統(tǒng)允許的最大進給速度值)；2讀下一條指令以獲取下一條路徑段l(n+1)的信息。如果下一條指令不是運動指令或者取不到下一條指令,則令當(dāng)前路徑段的終點進給速度為零,該計算過程結(jié)束,否則繼續(xù)下一步；3根據(jù)當(dāng)前路徑段l(n)和下一路徑段l(n+1)之間的夾角,修正當(dāng)前路徑段的終點進給速度vs,n得到vs,n,并令下一路徑段的起點進給速度等于修正后的當(dāng)前路徑段的終點進給速度,即vs,n+1=vs,n；4以減速的方式求得下一條路徑段的終點速度ve,n+1(大于等于零)。如果能在下一條路徑段中把進給速度降為零,即ve,n+1=0,那么就可以不必獲取后續(xù)路徑段的信息,該計算過程結(jié)束,否則繼續(xù)下一步；5把下一路徑段l(n+1)作為當(dāng)前處理的路徑段,以遞歸的方式回到第2步繼續(xù)進行。需要注意的是,如果按路徑段l(n+1)和l(n+2)之間夾角修正后的終點進給速度ve,n+1小于修正前的終點進給速度ve,n+1,則路徑段l(n+1)的起點進給速度vs,n+1也要修正,可由修正后的終點進給速度ve,n+1按加速的方式反向求出vs,n+1,然后再按路徑段l(n+1)與l(n)之間的夾角反向修正路徑段l(n)的終點進給速度?？梢钥闯?上面求路徑段進給速度的方法是個遞歸調(diào)用的過程。該方法的要點在于:在滿足后續(xù)的加工路徑段(如果存在)中保證刀具進給速度能夠降為零和相鄰路徑段連接處的進給速度不超過連接處夾角所允許的最大進給速度的前提下,求得路徑段的最大允許加工進給速度,以滿足由微小路徑段組成的刀具路徑的快速、平滑的加工過程。在相鄰段之間是有一定的夾角的。相鄰路徑段之間的夾角是指第一條路徑段終點處的加工進給方向與第二條路徑段起點處的加工進給方向的夾角。如圖3所示,B點為兩相鄰路徑段的連接點,夾角的范圍為0180?？梢韵胂?當(dāng)=0時,對B點處的進給速度大小沒有限制,當(dāng)=180時,B點處的進給速度必須為零。在0180之間,越大,所允許的B點進給速度值就越小。刀具沿路徑段AB加工到終點B時的進給速度為vB,e,然后進入下一個路徑段BC的加工,在BC段起點處的進給速度vB,s與vb,e的夾角為,大小相同。在考慮整體的速度情況下此計算在該相鄰路徑段連接處的加速度大小為上式中T為插補周期。由于數(shù)控系統(tǒng)一般有最大加速度的限制,即由上式可以得出對相鄰路徑段連接處進給速度大小的限制為這樣就可以限制其在連接處的速度了。這是一種綜合考慮合成速度限制的方法。2.在采用單個軸的速度限制的時候，為了保證插補加速度不超出預(yù)先設(shè)定的最大加速度，,insV（其中，I表示每個軸加以的限制）應(yīng)滿足以下條件：,1,coscosiinsiinnTaVixyz,這是轉(zhuǎn)折處的夾角所帶來的速度限制。然后按最大加速度a和最大捷度j，判斷能否在s長度內(nèi)從Vn-1,s降速到Vn-1,e。若s足夠長，保留當(dāng)前Vn-1,s值；若s不夠長，由Vn-1,e，j,a,s，修正Vn-1,s值，同時還要對前面的端點進行計算，使得前段長度sn-1能夠加速或減速到當(dāng)前的速度。3.還有一種方法是通過假設(shè)在轉(zhuǎn)折點的位置假設(shè)該線段間用一個很小的圓弧連接，即這一段是作為一個勻速圓周運動來考慮的。這種方式對連接處的拐角比較大的情況是很實用的。1.轉(zhuǎn)角比較大，速度比較低。2.低速狀態(tài)下，速度改變比較小，可以近似認(rèn)為是定值。3.低速情況下，摩擦力，切削的影響比較小。該方法對速度的限制是vevn_lookahead-1s的時候，即是一個加速過程的時候，vn_lookahead1stemp=sqrt(vn_lookaheads*vn_lookaheads-2*a*sn_lookahead)；反之vn_lookahead1stemp=sqrt(vn_lookaheads*vn_lookaheads+2*a*sn_lookahead)；求得這個值以后，從而得到了第一個限制的條件。另外，因為刀具在拐彎的時候，會有一個最大的速度限制，這個速度的大小在不同的坐標(biāo)軸上體現(xiàn)的不同。vn_lookahead1sx=dabs(T*a/(cosalfxn_lookahead-cosalfxn_lookahead-1)/x軸對角度的限制。這里假設(shè)a在各個軸上是相等的。vn_lookahead1sy=dabs(T*a/(cosalfyn_lookahead-cosalfyn_lookahead-1)；/y軸對角度的限制。vn_lookahead1sz=dabs(T*a/(cosalfzn_lookahead-cosalfzn_lookahead-1)；/z軸對角度的限制。vn_lookahead1s=mnn_lookahead(vn_lookahead1sx,vn_lookahead1sy,vn_lookahead1sz)；/這些是角度的限制條件。從而得到了第二個限制的條件。此外，由于在三個軸上都是有一個最大的速度限制的v，這里通過傳值調(diào)用，將這個值傳了過來。最終得到的結(jié)果就應(yīng)當(dāng)是。Vn_lookahead1s=mnn_lookahead(vn_lookahead1s,v,vn_lookahead1stemp),注意，這個地方是通過單個軸來計算的整體的速度是否能夠達(dá)到的。從而將這個值得到，并作為下一次迭代的過程的基礎(chǔ)?，F(xiàn)在得到了前一點的vn_lookahead-1s，從而就可以進行第二次迭代，將這個vn_lookahead-1s代入上面所述的過程，并能夠推導(dǎo)出來vn_lookahead-2s。依次類推，就可以得到當(dāng)前點的速度了。（這個地方要畫一個圖，）到這里，整個前瞻的過程并沒有完全地結(jié)束。因為現(xiàn)在得到的這個點的速度并不能夠保證從當(dāng)前點p的前一個點的速度通過加速或者減速，在預(yù)期的長度l內(nèi)能夠達(dá)到當(dāng)前點的速度。于是必須將前一點的速度代入vn_lookahead-2e=sqrt(dabs(vn_lookahead-1e*vn_lookahead-1e-2*a*sn_lookahead-1)；通過這個距離判斷的參量，判斷vn_lookaheads是否小于這個值，看是否在這段距離sn_lookahead-1（這里的n_lookahead表示的是第n_lookahead點）vn_lookahead-1s加速/減速到當(dāng)前點的vn_lookaheads。假如剛才得到的vn_lookaheads是比這個值要小的，那么這里vn_lookaheads=mnn_lookahead(resultVn_lookahead1e,v,vn_lookahead1s)。從