第十章插补与刀补课件.ppt

* * 第六节 进给速度和加减速控制 终点判断原理框图 现代装备与控制 时间采样加减速算法约束条件 准确定位 当各轴向投影距离是脉冲当量的整数倍时，不允许有理论定位误差。 最小时间 整个插补过程时间最短，要求加减速阶段采用最大加（减）速度，匀速阶段采用指定进给速度。 单位时间 加减速和匀速阶段的时间长度为插补周期的整数倍。 单位脉冲 对于位置控制系统，每个周期插补指令的脉冲个数为整数。 现代装备与控制 前加减速插补算法原理 设直线插补的设定最大速度为vs，最大加速度为a，行程为L，n为加减速的周期数，m为匀速的周期数，其速度曲线为 n m n a a vs 现代装备与控制 最高速度等于设定速度 vs vo vl 现代装备与控制 最高速度小于设定速度 n n (n+1)a a 现代装备与控制 在达不到vs的情况下 现代装备与控制 * * 第六节 进给速度和加减速控制 2、后加减速控制： 主要有指数加减速控制算法和直线加减速控制算法 （1）指数加减速控制算法 在切削进给或手动进给时，跟踪响应要求较高，一般采用指数加减速控制，将速度突变处理成速度随时间指数规律上升或下降。 指数加减速控制时速度与时间的关系是 ： 加速时： 匀速时： 减速时： 式中，T为时间常数，vc为稳定速度(目标速度，输入速度)。 上述过程可以用累加公式来实现 现代装备与控制 * * 第六节 进给速度和加减速控制 下面结合指数加减速控制算法的原理图（图3-49）来说明公式的含义。?t为采样周期，它在算法中的作用是对加减速运算进行控制，即每个采样周期进行一次加减速运算。误差寄存器的作用是对每个采样周期的输入速度vc与输出速度vk之差E=vc-vk进行累加。累加结果，一方面保存在误差寄存器E中，另一方面与1/T相乘（T为指数函数的时间参数），乘积作为当前采样周期加减速控制的输出v。同时又反馈到输入端，准备在下一个采样周期中重复以上过程。公式中的Ei和vi分别为第i个采样周期误差寄存器E中的值和输出速度值， 迭代初值分别E0=0为和v0 =0 现代装备与控制 * * 第六节 进给速度和加减速控制 证明该控制算法：当?t足够小时，上式可写成： 对以上两式分别求导得 ： （3-61) 结合上两式： 或 两端积分得： 加速时： ，故 （3-65）匀速时： t→?，故 （3-66） 减速时： ，且输入速度（目标速度）为ve=0，由式（3-61）得： 两端积分得： 现代装备与控制 * * 第六节 进给速度和加减速控制 下面给出数字增量式指数加减速公式 参照上式（3-57）和式（3-58），令 则 为每个采样周期加减速的输入位置增量，即每个插补周期内粗插补计算出的坐标位置增量值。?si则为第i个插补周期加减速输出的位置增量值。 将以上两式代人式（3-57）和式（3-58）得 （3-71） （取?t ＝1） （3-72） 以上两组公式就是数字增量式指数加减速实用递推公式 现代装备与控制 * * 第六节 进给速度和加减速控制 （2）直线加减速控制算法 快速进给时 速度变化范围大，要求平稳性好，一般采用直线加减速控制，使速度突然升高时，沿一定斜率的直线上升，速度突然降低时，沿一定斜率的直线下降。 直线加减速控制分5个过程：KL为加速度的速度阶跃因子 1、加速过程： 当（ vc-vi-1)KL时， vi＝vi-1＋KL 2、加速过渡过程 ： 当0( vc-vi-1)KL时， vi ＝vc 3、匀速过程：速度不变， vi＝vi-1 4、减速过渡过程：当0(vi-1 - vc)KL时， vi ＝vc 5、减速过程：当(vi-1 - ve)KL时， vi＝vi-1-KL 现代装备与控制 * * 第六节 进给速度和加减速控制 后加减速控制的关键是加速过程和减速过程的对称性，即在加速过程中输入到加减速控制器的总进给量必须等于该加减速控制器减速过程中实际输出的进给量之和，以保证系统不产生失步和超程。因此，对于指数加减速和直线加减速，必须使图3-48和图3-50中区域OPA的面积等于区域DBC的面积。为此，用位置误差累加寄存器E来记录由于加速延迟而失去的进给量之和。当发现