[发明专利]一种点位运动S曲线生成方法

摘要

本发明属于运动控制领域，具体是一种点位运动S曲线生成方法,包括以下步骤：S1：将S曲线位置‑时间关系通过无量纲化拟合成5次方多项式的函数,并将位置‑时间函数进行微分，得到速度‑时间函数；对速度‑时间函数进行微分，得到了加速度‑时间函数；S2：要求满足条件一以及满足条件二，并通过条件一和条件二求得6个函数系数；S3：通过无量纲值和真实值之间的转换关系，求出真实值位置相对于时间的函数，以及求出真实值速度相对于时间的函数。本发明使S曲线生成方法简单，速度函数为4次方函数，加速度为3次方函数，表明曲线光滑、柔和；可以进行设定值由加减速距离转换为加减速时间，对加减速距离要求严格的场合将得到精确的加减速距离控制。

主权项

1.一种点位运动S曲线生成方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：将S曲线的位置‑时间关系通过无量纲化拟合成5次方多项式的函数：Y＝FY(T)＝D0+D1T+D2T2+D3T3+D4T4+D5T5，并将位置‑时间函数进行微分，得到了速度‑时间函数：V＝FV(T)＝D1+2D2T+3D3T2+4D4T3+5D5T4；对速度‑时间函数进行微分，得到了加速度‑时间函数：A＝FA(T)＝2D2+6D3T+12D4T2+20D5T3；步骤2：要求满足条件一：T＝0时，Y＝0，V＝0，A＝0，以及满足条件二：T＝1时，Y＝1，V＝0,A＝0，并通过条件一和条件二求得D0、D1、D2、D3、D4、D56个函数系数；步骤3：通过无量纲值和真实值之间的转换关系，求出真实值位置相对于时间的函数，以及求出真实值速度相对于时间的函数；还包括以下步骤：步骤3.1：设定预值加速距离S1、减速距离S3、运行距离s和最高运行速度vset；步骤3.2：直接判断s与S1+S3的大小关系：若s＞S1+S3，则为第一种曲线，即vmax＝vset，通过S1＝16t1vmax/30计算出加速时间t1和通过S3＝16t3vmax/30计算出减速时间t3，并且计算出匀速距离S2：S2＝s‑S1‑S3，和计算出匀速运行时间t2：t2＝S2/vmax；若s＜＝S1+S3,则为第二种曲线，则通过：S1＝16t1vmax/30、S3＝16t3vmax/30、S11＝S1s/(S1+S3)、S13＝S3s/(S1+S3)以及vmax＝30S11/16t1＝30S13/16t3＝30s/16(t1+t3)重新计算最高运行速度vmax、加速时间t1和减速时间t3；步骤3.3：通过坐标偏移得到真实值位置相对于时间为变量的分段函数以及真实值速度相对于时间为变量的分段函数。