激光切割速度规划算法研究

论文摘要

激光切割数控系统工作过程中,由于路径曲线中尖角点和高曲率点的影响,若进给速度控制不当,则会引起加工零件表面打孔、机床抖动或过切现象。因此,本文提出了一种改进型的前瞻速度规划算法,实现了这些危险点处的速度平稳过渡,取得了加工效率提高近四成的成果。本文针对加减速速度控制算法、连续小线段连接点速度约束算法和自适应前瞻速度规划算法这三个方面展开了研究。加减速速度控制算法是前瞻速度规划算法的基础。本文首先研究了传统加减速控制算法的实现原理,并分析比较了其优劣性。基于实际数控系统减速度特性,在传统梯形加减速速度控制算法的基础上创造性地提出了一种非对称梯形加减速速度控制算法。加工路径曲线往往要处理成离散的首尾相连的连续小线段,本文阐述了线段连接点处的不同过渡形式及对应的速度约束方程,选取了连接点的直接过渡形式的速度约束算法,并且对该算法的误差做了简明的分析。详细阐述了自适应前瞻速度规划算法的具体设计和实现过程,包括速度前瞻策略的基本原理分析、自适应前瞻过程中前瞻段数的自动捕获、连续小线段起始速度和终止速度的优化和修正。实现了进给速度的动态前瞻,可以准确预知减速点位置,实时对进给速度进行加减速处理。论文最后通过对局部加工曲线采取自适应速度规划算法进行处理得到的计算数据和实验仿真。与未采取前瞻速度规划算法和前瞻段数固定为两段的前瞻策略进行对比分析,验证了本文提出的改进型速度前瞻速度规划算法的正确性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 课题研究背景及意义
•   1.2 数控系统的发展趋势
•   1.3 前瞻速度规划算法的意义及现状
•   1.4 论文主要研究内容
•   1.5 本章小结
• 2 运动控制算法研究
•   2.1 前加减速速度控制算法
•   2.2 后加减速速度控制算法
•   2.3 非对称梯形加减速算法
•   2.4 本章小结
• 3 连续小线段连接点的速度约束算法研究
•   3.1 连接点的速度约束算法
•   3.2 直接过渡形式的误差分析
•   3.3 本章小结
• 4 连续小线段的前瞻速度规划算法研究
•   4.1 前瞻速度规划的基本原理
•   4.2 速度规划前瞻段数的确定
•   4.3 前瞻速度规划算法的设计
•   4.4 本章小结
• 5 前瞻速度规划算法的实现与验证
•   5.1 加工轨迹曲线的参数分析
•   5.2 前瞻算法的实现
•   5.3 速度曲线的仿真和算法验证
•   5.4 本章小结
• 6 总结与展望
•   6.1 论文总结
•   6.2 课题展望
• 致谢
• 参考文献

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 余坤

导师: 肖金陵

关键词: 激光切割,非对称梯形加减速,速度约束,前瞻速度规划算法

来源: 华中科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,无线电电子学

单位: 华中科技大学

分类号: TN249

总页数: 58

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