伺服系统高速定位方法[外文翻译].doc

附件C：译文

伺服系统高速定位方法
X.-G. Guo, D.-C. Wang, C.-X. Li and Y.-D. Liu
上海交通大学国家Die & Mold CAD研究中心

计算机数控系统的定位精度和定位时间近来已经成为工业应用的主要性能标准。加速/减速的模式，尤其是减速模式对它们有重要的影响。
本文首先分析传统线性减速运算中的一些问题，其次介绍一个改进型的线性加速/减速算法。在这种算法中，减速点将被准确预测。减速点的误差将以高速进给速率进行补偿。并且，选择比常规方案更高的最大减速而能缩短加速/减速时间。相较常规线性加速/减速算法，这种改进型的系统的工作性能得到了极大的提高。最后，多种模拟和实验证实了其工作性能。
关键词：计算机数控系统，线性加速/减速算法，定位精度，定位时间。
1.引言
计算机数控系统（CNC）的定位精度是一个重要的性能标准，它将直接影响CNC机床的加工精度。目前，高速切削加工在工业制造中非常重要。定位时间则是另一个评价CNC系统的标准。然而，高速和高精度通常是矛盾对立的。如何在快速定位的时候获得高的精度近来已经成为提升工业生产的主要要求。有许多因素影响定位性能，其中加速/减速算法很重要，因为控制算法中的一些困难问题可以通过提高算法来轻易的解决。通常，控制过程包括四个阶段，即加速阶段，平稳运行阶段，减速阶段和定位阶段。这其中后面两项对定位性能有重要影响。
在先进的CNC系统中通常使用的方法有指数加速/减速模式，线性加速/减速模式，甚至S形加速/减速模式。不论各个模式间断差异，他们的目标是控制伺服系统使得定位稳定、快速和准确。其中，指数加/减速算法在更高速度下具有较强的跟踪能力，但稳定性欠佳，这在有快速响应要求的加工中应用广泛。在S形加减速算法中加速（或者减速）阶段有由加加速阶段、匀加速阶段和减加速阶段（或者增减速阶段、匀减速阶段和减减速阶段）组成。因此，在开始和进入匀速运行阶段可以实现平稳速度变换，并且可以避免电机的柔性冲击。然而，上述提到的两种算法计算量大且比线性加减速算法更复杂。在实际应用中，插补时间应该延长以确定计算完成。然而，研究发现，插补时间的增加使得房型切削加工的精度降低。线性加减速算法有诸如计算简单、稳定等优点。它可以用于变化进给速率的快速定位。目前大多数CNC系统都采用线性加减速算法。本文中，采用这种加减