[发明专利]十字滑台性能仿真控制方法、系统、存储介质、计算机

权利要求书

1.一种十字滑台性能仿真控制方法，其特征在于，所述十字滑台性能仿真控制方法包括以下步骤：

第一步，在两轴联动运动过程中，根据每个运动轴的各自位移量的不同，分为三种情况：位移指令满足速度指令和加速度指令的要求，长轴和短轴都完成一个完整的直线加减速度算法；位移指令只满足一个轴的速度指令和加速度指令的要求，长轴完成一个完整的直线加减速度算法，短轴不能完成一个完整的直线加减速度控制算法；位移指令不能满足速度指令和加速度指令的要求，长轴和短轴都不能完成一个完整的直线加减速度算法；

第二步，计算每种情况每段时间上的速度、加速度、时间和位移，并写出其表达式；

第三步，将每段时间划分成n个0.1的时间单位，设定自加值，速度为加速度乘n，位移即为上一段位移加上当前速度乘当前时间段；

第四步，画出位移和速度的图像；

所述十字滑台性能仿真控制方法包括：用t₁，t₂，t₃表示Y轴变化的三个阶段，用t₄，t₅，t₆表示X轴变化的三个阶段；长轴Y的加速阶段和减速阶段是相同的，t₁＝t₃，长轴Y为一个完整的等边梯形，根据速度定义可知道梯形面积即为长轴的总位移：

Sy＝(t₂+t₂-2t₁)V max/2；

根据匀加速直线运动的公式：

V_t＝V₀+at，V₀＝0；

求出第一段和第三段的时间为：

t₁＝t₃＝V_max/A；

求得总时间为：

t＝S_y/V_max+V_max/A；

得出：

t₂＝t-2t₁；

根据总时间t是一样的，短轴第一阶段和长轴第一阶段的时间是一样的，根据速度与时间的定义，短轴速度面积即为短轴走的位移量：

Sx＝t₁V_max/2+t₅V_max+t₆V_max/2；

t₆＝t-t₄-t₅；

带入到公式中，整个式子只有一个未知量t₅，算出：

t₅＝2Sx/V_max-t；

根据t₆计算出短轴进行减速的减速度为：

a＝V_max/t₆；

总时间计算出：

t＝Sy/V_max+V_max/A；

X轴和Y轴的速度变化都分为三个阶段：

第一阶段，X轴Y轴速度以相同的加速度A上升到达V_max；X轴和Y轴上升到最大速度的时间相同，Y轴减速阶段的减速度与加速阶段的加速度相同：

t₄＝t₁＝V_max/A＝t₃；

位移代码如下：

长轴：

短轴为：

第二阶段，X轴Y轴以相同的速度V_max前进，此时加速度同为0；根据减速优先原则X轴先减速，Y轴后减速；由于Y轴减速阶段的减速度与加速阶段的加速度相同，t₂＝t-2t₁；根据X轴走过的位移量Sx计算出X轴减速阶段的时间：

t₅＝2S_x/V_max-t；

位移代码如下：

长轴：

短轴：

第三阶段，X轴先减速，以a的减速度减速，此时求得：

a＝Vmax/t6；

其中时间：

t₆＝t-t₅-t₄；

Y轴位置到达计算值的极限时，以-A的减速度进行减速，X轴Y轴同时停止；

位移代码如下：

所述十字滑台性能仿真控制方法包括：只有一个轴位置指令能满足一个完整加减速，Y轴分为三个阶段，分别为加速，匀速和减速，X轴只有两个阶段，加速和减速阶段，长轴的三个时间段分别为t₁，t₂，t₃，短轴的两个阶段分别为t₄，t₅；t₁＝t₃，长轴Y为一个完整的等边梯形，根据速度定义可知道梯形面积即为长轴的总位移：

Sy＝(t₂+t₂-2t₁)V_max/2；

根据匀加速直线运动的公式可知：

V_t＝V₀+at，V₀＝0；

求出第一段和第三段的时间为：

t₁＝t₃＝V_max/A；

所以求得总时间为：

t＝S_y/V_max+V_max/A；

得出：

t₂＝t-2t₁；

根据三角形面积计算：

S_x＝tv_max/2，v_max为短轴的最大速度；

求得：

v_max＝2S_x/t；

根据启动优先原则，知道加速时加速度依然为A，据匀加速直线运动的公式：

V_t＝V₀+at；

计算出：

t₄＝v_max/A；

根据总时间计算出后段时间t₅＝t-t₄，所以短轴减速时的减速度：

a＝v_max/t₅；

根据长轴的三个阶段都满足，计算出总时间依然为：

t＝S_y/V_max+V_max/A；

长轴第一个阶段，Y轴速度以加速度A上升到达V_max；Y轴减速阶段的减速度与加速阶段的加速度相同，所以：

t₁＝V_max/A＝t₃；

位移代码如下：

长轴第二个阶段，Y轴速度V_max前进，此时加速度为0，由于Y轴减速阶段的减速度与加速阶段的加速度相同，所以t₂＝t-2t₁；

位移代码如下：

长轴第三个阶段，Y轴速度以减速度-A下降到0，时间与第一个阶段相同；

位移代码如下：

短轴第一个阶段，X轴速度以加速度A上升，但是由于距离过短不能上升到V_max，此时的速度定为v_max，根据面积计算出：

v_max＝2S_x/t；

根据减速优先原则，知道时间t是相同的，根据启动优先原则，知道加速度是相同的为A，计算出：

_t4＝v_max/A；

位移代码如下：

短轴第二个阶段，X轴速度在v_max时开始减速，跟减速优先原则，X轴速度以-a的减速度减速，通过计算得到时间t₅＝t-t₄：

a＝v_max/t₅；

位移代码如下：

X轴Y轴同时停止，得到完整的曲线；

所述十字滑台性能仿真控制方法包括：两轴位置指令均不能满足一个完整加减速，X轴的速度曲线分为两个阶段，Y轴速度曲线也分为两个阶段；其中t₁，t₂为长轴的两个时间段；t₃，t₄为短轴的两个时间段；

根据物理学定义知道时间是相同的即：

t₁＝t₂；

根据三角形面积：

S_y＝v_maxt/2；

根据匀加速直线运动公式：

知v_max＝At₁；

带入求得总时间为：

响应的长轴两段时间即刻为：

那么长轴最大速度知道：

根据短轴位移量S_x为短轴走出的面积为三角形可知；

S_x＝vv_maxt/2；

计算出短轴最大速度：

vv_max＝2*S_x/t；

再根据匀加速直线运动公式：V_t＝V₀+at；

计算出：t₃＝vv_max/A；

相应的t₄＝t-t₃；

短轴减速段的减速度为：

a＝vv_max/t₄；

通过观察本种情况，最大速度的设定值V_max没有任何作用；

总时间计算出：

长轴，根据启动优先原则，Y轴的速度以加速度A加速到v_max，由于Y轴加速和减速阶段都已A进行加速和减速，第一阶段和第二阶段时间相同为t₁＝t/2＝t₂，速度求出：

v_max＝A*t₁；

位移代码如下：

第一阶段：

第二阶段：

短轴第一阶段，根据启动优先原则，X轴速度以加速度A加速到vv_max，根据面积计算出，时间计算得到；

位移代码如下：

短轴第二阶段，根据减速优先原则，X轴速度到vv_max后以-a的减速度进行减速，时间t₄＝t-t₃，减速度a＝vv_max/t₄；

位移代码如下：

X轴Y轴同时停止，得到完整的曲线；

所述十字滑台性能仿真控制方法的第一阶段加加速，加加速度为a，加速度为：

A₁＝at；

对加速度积分得速度为：

V₁＝at²/2；

积分得位移：

S₁＝a t³/6；

第一阶段程序：

第二阶段程序速度V和位移S只需向上累加

位移S，起始速度为V₀，最大速度为V_max，加加速度为a，加速度为A，速度为V，位移量X，时间为t；加速阶段与减速阶段的时间是相等的即t1＝t2＝t4＝t5；

第一阶段加加速度为a，加速度为：

A＝at；

速度为：

V＝at²/2+V₀；

位移量为：

X＝at³/6+V₀t；

第二阶段加加速度为-a，加速度为：

A＝2at₁-at；

V＝V₀+2at₁t-at₁²-at²/2；

位移量为：

第三阶段加加速度为0，加速度为0，速度保持匀速为V＝V_max，位移量为：

第四阶段加加速度为-a，加速度为：

A＝2at₁-a(t-t₃)；

速度为：

位移量为：

第五阶段加加速度是a，加速度是：

A＝-4at₁+a(t-t₃)；

速度是

位移量