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文檔簡介

基于S曲線的直線電機運動控制研究

直線電機是一種新型電機，簡單描述為旋轉(zhuǎn)電機被展平。憑借著其進給速度范圍寬，速度特性好，定位精度高，行程不受限制，結(jié)構(gòu)簡單、運動平穩(wěn)、噪聲小等一系列的優(yōu)勢及其控制技術(shù)的日趨成熟，直線電機的應(yīng)用已經(jīng)廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域。如：磁縣浮列車直線電機驅(qū)動的鋼管輸送機、運煤機、起重機等。直線電機在世界各國的應(yīng)用大致可分為五個方面，即物流系統(tǒng)、工業(yè)設(shè)備、信息與自動化系統(tǒng)、交通與民用、軍事及其它方面。在機械設(shè)備和機電一體化方面，其中機床業(yè)方面比較突出。S曲線加減速法背景與應(yīng)用S曲線加減速的稱法由系統(tǒng)在加減速階段的速度曲線形狀呈S型而得來。在S曲線這種加減速模式下在任意位置的加速度都是連續(xù)變化的，可避免柔性沖擊，速度曲線平滑。S曲線加減速法廣泛用于高速高精度加工的控制。目前，一些先進的CNC系統(tǒng)常采用“S型曲線加減速”。一、目的意義直線電機在各種應(yīng)用環(huán)境下，經(jīng)常處于不斷的起動，加速，減速，停止過程。每個過程都有時間，速度等不同參數(shù)，每個階段單元時間也都不一致。另外直線電機本體以及被推動物體本身都有一定的慣性，由于慣性的作用，在加減速過程中必然會產(chǎn)生遲滯或過沖的現(xiàn)象。那么如果加減速過大將會超過本身的控制極限會導致遲滯或過沖，進而導致運動精度的下降。如果加減速過小將會耗費很大時間。通過S曲線的加減速法得到加速區(qū)、減速區(qū)、勻速區(qū)的具體數(shù)據(jù)來研究直線電機在承載不同物體時系統(tǒng)的運動控制特性。使得在S曲線這種加減速模式下任意位置的加速度都是連續(xù)變化的，可避免柔性沖擊，速度曲線平滑。

并且合理控制直線電機起動，加速，減速，停止的4個階段運行參數(shù)來節(jié)約時間，提高效率，保持控制運動精度。此種梯形加減速控制計算方法簡單，但因為加速勻速減速過程不能光滑過度，即加速度對時間的函數(shù)不是連續(xù)函數(shù)，而存在遲滯和過沖現(xiàn)象。

S

曲線加減速將傳統(tǒng)的3段加減速過程變?yōu)?段加減速過程,形成S字形。對于一個按完整的S形加減速曲線運轉(zhuǎn)的系統(tǒng),整個運動過程被分成7個階段:加加速度段、勻加速度段、減加速度段、勻速段、加減速段、勻減速段、減減速段。

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