[发明专利]基于自适应前瞻和预测校正的实时柔性加减速控制算法

权利要求书

1.基于自适应前瞻和预测校正的实时柔性加减速控制算法，其特征在于包括以下步骤：

前瞻处理：确定加工路径中相邻小线段拐角处的最大进给速度；

预测校正实时速度规划：利用前瞻处理，以预测的方式，计算下一插补周期进给速度，并依据机床动态性能，校正下一插补周期的速度、加速度和加加速度；

动态修调处理：对当前前瞻处理结果和预测校正实时速度规划结果进行调整，用于及时响应加工中机床参数的改变，实现实时加减速控制；

所述预测校正实时速度规划包括以下步骤：

2-1)预测减速处理；

2-2)加速处理；

2-3)减速处理；

所述预测减速处理具体为：

3-1)假设数控系统最大进给速度为F，各个驱动轴的最大加速度为A，最小加速度为-A，最大加加速度为J，最小加加速度为-J，插补周期为T，T₂为减减速阶段所用时间，T₃为匀减速阶段所用时间，T₄为加减速阶段所用时间；当前插补周期的速度、加速度和加加速度分别为v_i、a_i、j_i，i表示插补周期序号；末速度为v_e，剩余距离为L，以最大加加速度J预加速一个插补周期，则下一插补周期的速度v_i+1、加速度a_i+1、加加速度j_i+1和所走过的距离L_i+1由下式确定，

如果v_i+1＞F，则下一插补周期运动参数的校正由下式确定，

如果a_i+1＞A，则下一插补周期运动参数的校正由下式确定，

3-2)以最小加加速度-J进行加速，直到加速度减小为零为止，此时的速度v_j和减加速阶段所走过的距离L_j由下式确定，

如果v_j＞F，则结束当前预测减速处理，进入加速处理步骤；

3-3)按三阶段S型曲线进行减速，直到速度减小为末速度v_e；减速阶段所走的距离L_k由下式确定，

如果减速阶段没有匀减速段，其减速阶段所走的距离L_k由下式确定，

判断按照预测减速处理方式所走过的距离是否超过剩余距离，如果(L_i+1+L_j+L_k)＞L，则结束当前预测减速处理，进入加速处理步骤；否则，将减速信息存储到变量dec_info中，其数据结构如下，

3-4)按照{v_i+1,a_i+1,j_i+1,L}计算下一插补点，并令v_i＝v_i+1、a_i＝a_i+1、j_i＝j_i+1、L＝L-L_i+1，然后返回3-1)。

2.根据权利要求1所述的基于自适应前瞻和预测校正的实时柔性加减速控制算法，其特征在于所述减速处理具体为：

4-1)假设以v_i匀速一个插补周期，匀速距离L′＝v_iT；

4-2)按三阶段S型曲线进行减速，直到速度减小到末速度v_e；减速阶段所走的距离L_k′由下式确定，

如果减速阶段没有匀减速段T₃≤0，其减速阶段所走的距离L_k′由下式确定，

A’表示减速阶段能够达到的最大加速度；

4-3)判断减速处理所走过的距离是否超过剩余距离，如果(L′+L_k′)＞L，进入4-4)；否则，以v_i匀速插补一个周期，令L＝L-v_iT，并将减速信息存储到变量dec_info中，然后进入4-1)；

4-4)按变量dec_info进行减速插补，然后结束当前减速处理。