關(guān)于數(shù)控系統(tǒng)加減速控制的研究

　　科學(xué)技術(shù)與工程礦冶技術(shù)關(guān)于數(shù)控系統(tǒng)加減速控制的研究浦艷敏（遼寧石油化工大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，撫順113001）了保證機(jī)床在啟動(dòng)或停止時(shí)不產(chǎn)生沖擊。失步。超程或振蕩，必須對(duì)進(jìn)給電機(jī)的脈沖頻率或電壓進(jìn)行加減速控制。重點(diǎn)分析了指定脈沖控制方式下的直線型加減速控制方法和S曲線加減速控制方法。通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真表明，直線型加減速方法計(jì)算筒單，但是存在沖擊；S曲線形和復(fù)合曲線加減速法不存在沖擊，速度適中，但計(jì)算復(fù)雜。所以根據(jù)不同的控制精度。控制速度選擇合適的加減速控制方法是很重要的。

　　加減速直線型加減速S曲線形加減速中圖法分類(lèi)號(hào)TG659標(biāo)志碼八1直線加減速控制方法直線加減速控制方法是加減速控制方法中最為簡(jiǎn)單的一種。數(shù)控系統(tǒng)每插補(bǔ)一次，都要進(jìn)行穩(wěn)定速度、瞬時(shí)速度和加減速處理13.當(dāng)系統(tǒng)計(jì)算出的新穩(wěn)定速度大于原來(lái)的穩(wěn)定2009年8月10號(hào)收到第一：浦艷敏（1976-），遼寧海城人，講師，碩士研究生，研究方向：機(jī)電、機(jī)制及數(shù)控。

　　得到。

　　若則表明進(jìn)入減速區(qū)，插補(bǔ)計(jì)算需要以減速方式進(jìn)行，瞬時(shí)速度按式（3）計(jì)算。

　　此時(shí)系統(tǒng)以新的瞬時(shí)速度F+進(jìn)行插補(bǔ)計(jì)算，此過(guò)程一直到新的穩(wěn)定速度或零為止。整個(gè)過(guò)程共有加速、勻速、減速三個(gè)階段。根據(jù)具體參數(shù)的不同可分三種情況，見(jiàn)。對(duì)應(yīng)的加速度見(jiàn)在CNC裝置中，為了保證機(jī)床在啟動(dòng)或停止時(shí)不產(chǎn)生沖擊、失步、超程或振蕩，必須對(duì)進(jìn)給電機(jī)的脈沖頻率或電壓進(jìn)行加減速控制。即在機(jī)床加速啟動(dòng)時(shí)，保證加在電機(jī)上的脈沖頻率或電壓逐漸增加；而當(dāng)機(jī)床減速停止時(shí)，保證加在電機(jī)上的脈沖頻率或電壓逐漸減小。好的加減速控制算法除了應(yīng)保證數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，在啟停和程序段間速度有變化時(shí)不產(chǎn)生失步、超程、沖擊和振蕩外，還應(yīng)當(dāng)具有算法簡(jiǎn)單、系統(tǒng)加減速處理時(shí)間短、實(shí)時(shí)性強(qiáng)的特點(diǎn)11 2.速度時(shí)，就需要進(jìn)行加速處理。在這種情況下，瞬時(shí)速度計(jì)算如下：式（1）中，a為加速度。此時(shí)系統(tǒng)以新的瞬時(shí)速度F+進(jìn)行插補(bǔ)計(jì)算，得到該周期的進(jìn)給量，對(duì)各坐標(biāo)軸進(jìn)行分配，這是一個(gè)迭代過(guò)程，這個(gè)過(guò)程一直進(jìn)行到F=F為止。

　　12減速處理系統(tǒng)每進(jìn)行一次插補(bǔ)運(yùn)算，都要進(jìn)行終點(diǎn)判別，計(jì)算離終點(diǎn)的瞬時(shí)距離，并由此判斷系統(tǒng)是否進(jìn)入減速區(qū)。減速區(qū)的長(zhǎng)度d由線性加減速算法2 S曲線加減速控制方法直線加減速啟動(dòng)和加減速結(jié)束時(shí)存在加速度突變，產(chǎn)生沖擊，因而不適合用于高檔的數(shù)控系統(tǒng)。

　　一些先進(jìn)的CNC系統(tǒng)采用S曲線加減速，通過(guò)對(duì)啟動(dòng)階段即高速階段的加速度衰減，來(lái)保證電機(jī)性能的充分發(fā)揮和減小啟動(dòng)沖擊。

　　21.1計(jì)算公式正常情況下S5線加減速的運(yùn)行過(guò)程可分為7段：加加速段、勻加速段、減加速段、勻速段、加減速段、勻減速段、減減速段。如所示。

　　1，7洛個(gè)階段的過(guò)渡點(diǎn)時(shí)刻；階段的起始點(diǎn)作為零點(diǎn)的時(shí)間表示；T（k=12，7洛個(gè)階段的持續(xù)運(yùn)行時(shí)間；AD為加速度；為加加速度；L整個(gè)運(yùn)行長(zhǎng)度。

　　一般情況下可假設(shè)電機(jī)的正向和反向的最大加速度相等，即：假設(shè)電機(jī)加速度曲線從0達(dá)到最大值和從最大值到0所用的時(shí)間相等，此時(shí)間定為系統(tǒng)的一個(gè)特性時(shí)間常數(shù)n其應(yīng)滿足n<a，取nf.據(jù)此假設(shè)，丁7=t從而但是式（5）的前提條件是：運(yùn)行過(guò)程中最大加速度能達(dá)到。若這個(gè)條件不成立，則式（5）由式（6）代替。

　　加加速度其中最大速度腹系統(tǒng)的最大由此可知，只要確定三個(gè)參數(shù)就可確定整個(gè)運(yùn)行過(guò)程。他們是：系統(tǒng)最大速度nax最大加速度能力，最大加速度反映了系統(tǒng)的最大加減速能力，加加速度反映了系統(tǒng)的柔性，該參數(shù)與m成反比，若取大，則沖擊大，極限情況下取無(wú)窮大，S5線加減速即退化為直線加減速。若取小，則系統(tǒng)的加減速過(guò)程時(shí)間長(zhǎng)，可以根據(jù)系統(tǒng)的需要及性能進(jìn)行選取，根據(jù)習(xí)慣，一般通過(guò)選取時(shí)間常數(shù)m間接確定3實(shí)例前面討論了直線加減速、S5線加減速的實(shí)現(xiàn)方法，下面通過(guò)一個(gè)例子來(lái)對(duì)比分析一下各自的性能，以便根據(jù)需要選取。

　　見(jiàn)是一段連續(xù)的機(jī)床運(yùn)行軌跡，其中A（QQ 711693Q）現(xiàn)在采用直通過(guò)上述假設(shè)，可以得到加加速度加速度速度V立移等計(jì)算公式通用形式如式（7）。

　　運(yùn)行軌跡實(shí)例是直線加減速和S形加減速的速度曲線和加速度曲線。

　　由此可得勻速段的運(yùn)行時(shí)間為：1.而且完整的S曲線是由多個(gè)階段組成的，加加速段、勻加速段以及勻速段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間可以取不同值，可以得到很多情況下的功率耗散。