数控装置出现持续运动的解决方法

　　【编者按】计算出数控机床沿轨迹各点的速度,判断轨迹的连续性,并找出轨迹中的“拐点”和减速点,然后将这些数据传给下位机(DSP)对机床进行运动控制。

　　连续轨迹中“拐点”判断方法如所示设V1为机床在接点A处的速度大小，V2为机床在接点B处的速度大小，V3为机床在接点C处的速度大小。设插补周期为T，机床在z轴方向的分速度直线段轨迹AB与各轴的夹角分别为α2，β2，γ2，如果此时机床的速度大小不变而速度方向，即速度变为沿直线段AB方向，如果有任意一个值大于Q，则认为此时相邻的上下两段轨迹的接点是“拐点”，此时机床不能以上段轨迹的结束速度V1直接改变速度方向后执行下一段轨迹，也就是说在到达上段轨迹OA终点时需要减速，直到机床速度的速度大小满足等式所叙条件。（参阅拓展铸造机床工具行业新销路分析 ）

　　如果轨迹中有圆弧曲线，则应该分别求出该圆弧曲线的起点和终点切线斜率，因为圆弧的起点速度方向和终点速度方向不同。然后按照同样的方式判断轨迹的交点是否是“拐点”。

　　方法的具体步骤我们应该怎样在运动过程中找出这些“拐点”呢就像开车一样，只有我们知道了前方有急转弯的时，我们才能预先减速。同样的道理，我们应该在机床执行到这段轨迹时就应该知道这段轨迹和下段轨迹的交点是否是“拐点”，如果是则我们应该在哪个地方开始减速然后计算轨迹与各坐标轴的夹角（如果是圆弧则起点和终点切线与坐标轴的夹角都需计算），直到处理完该数组中所有的轨迹。

　　下一步求出该数组中每段轨迹的长度（不是总长，而是单独各段轨迹段的长度）。然后从未被处理的轨迹开始，都是直线，还是上段轨迹是直线下段轨迹是圆弧，还是上段轨迹是圆弧下段轨迹是直线，或上下两段轨迹都是圆弧。

　　然后按给定的加速度进行加速计算（相当于用软件模拟运动过程），直到该段轨迹的终点，得到该点的速度值（在这个过程中还需要判断速度是否超过了设定的最高速度），处理完一段轨迹时还要把该段轨迹的长度与All＿length变量相加（All＿length这个变量用来保存连续轨迹段的总长，在以后计算减速点时有用到）。

　　一直做减速运动。根据相映的运动我们可以根据匀加速运动或等差数列的公式求出减速点，然后我们将处理后的N（N＜60）段轨迹参数和所求出的减速点保存在数组dispoased中，然后向下位机传送数据，然后上位机再向数组no＿disposal中送N段没有处理的轨迹参数，下位机得到处理好的数据后，再根据插补算法计算插补量控制机床的运行，并且把每次的插补量累加起来和减速点进行比较，看是否应继续加速还是匀速，如果累加量Length＞＝Down＿length就开始按照设定的加速度开始减速，不断重复⑴到⑹直到走完所有的轨迹，这样机床就能连续的做加减速运动。

　　还有一个问题是，如果在no＿disposal数组轨迹中没有“拐点”时，我们不要把这60段轨迹都存放到数组dispoased中，这样是为了防止，在这60段轨迹之后有“拐点”，而我们没有足够长的距离来减速到V1，这样就会造成丢步或超程。我们应该在这60段中选择一个点作为结束点，选择结束点的依据是，留出从结束点速度按照匀减速运动减速到启动速度F时所需的长度即可。

　　虽然这种处理方式不是最好的方式，但是比较简单容易实现，可以用在精度要求不是很高的数控系统中。我们已经将这种方法成功的应用到我们的机器上了并且加工出比较复杂的工件。

　　总结本文研究了自抗扰控制器的基本原理，并将自抗扰控制器成功应用到某型伺服跟踪装置的伺服系统设计中。实际系统测试数据表明采用自抗扰控制器的情况下伺服系统各项指标满足要求，且均优于采用传统PID控制器的情况，解决了系统响应快速性与超调的矛盾的，同时克服了系统模型难以建立给系统设计带来的困难，也使系统具有较好的抗扰性和鲁棒性。

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