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龙图腾网恭喜博能传动(苏州)有限公司申请的专利一种单轴高阶约束加减速控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115480481B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-25发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211107907.9，技术领域涉及：G05B13/02；该发明授权一种单轴高阶约束加减速控制方法是由卢磊;蒋生成;孙立宁设计研发完成，并于2022-09-13向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种单轴高阶约束加减速控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种考虑插补周期离散误差的单轴高阶约束加减速控制方法，包括以下步骤：S1：运动过程离线预处理：针对起始点运动学参数与运动学高阶约束要求，对运动过程的形式进行规划，依据加加速度数值确定整体加减速段数；对各段运动时间按插补周期整数倍进行圆整，并对运动过程参数进行再调整；最后结合实时插补算法，生成实时插补参数；S2：实时插补：根据离线部分生成的实时插补参数，依据设计的实时插补运算程序，进行实时插补运算。本发明，在给定的速度、加速度以及加加速度约束下，根据输入的起点位置、速度以及加速度和终点位置与速度，规划满足运动学高阶约束要求的单轴运动过程，解决由于插补周期离散误差导致的运动不精确问题。

本发明授权一种单轴高阶约束加减速控制方法在权利要求书中公布了：1.一种考虑插补周期离散误差的单轴高阶约束加减速控制方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：运动过程离线预处理：针对起始终点运动学参数与运动学高阶约束要求，对运动过程的形式进行规划，依据加加速度数值确定整体加减速段数；对各段运动时间按插补周期整数倍进行圆整，并对运动过程参数进行再调整，最后结合实时插补算法，生成实时插补参数；其中，起始点处的位置、速度、加速度与终点处的位置与速度，终点处加速度设置为零；高阶约束要求为最大速度、最大加速度以及最大加加速度和最小速度、最小加速度以及最小加加速度，其中，所述S1具体包括：S1.1：移动方向判别与调整：首先根据起始与终点位置，判定移动方向，当移动位移为负方向时，更改移动方向，即更改所有运动学参数的符号，保持算法的适用性；S1.2：运动过程速度规划：根据不同输入起始终点运动学参数，以及最大的速度、加速度以及加加速度约束值，规划速度曲线的形式；S1.3：对各段运动时间按插补周期整数倍进行圆整，并以待定系数法，根据圆整的时间长度，对加加速度多项式曲线参数进行重新计算求解；S2：实时插补运算：根据离线部分生成的实时插补参数，进行实时插补运算；实时算法要求的输入参数为：各段调整后加加速度多项式曲线参数与各段圆整后的运行时间；所述S1.2中运动过程速度规划包括以下步骤：S1.2.1：根据初始与终点运动学参数与约束值，判断整体加减速过程段数：根据速度的变化，判断整体加速过程是否存在以恒定加速度进行加速的加速段；采用假设加速度无上限，然后当以初始点速度S_vel与加速度S_acc以最大加加速度加速至末端点速度E_vel时，所能达到的最大加速度A_max作为评价指标：当评价指标A_max大于最大加速度max_a，加速过程存在三段：①加速度不断递增阶段，该段加加速度为J＝max_j；②加速度恒定阶段，该段加加速度为J＝0；③加速度不断递减阶段，该段加加速度为J＝min_j；当评价指标A_max小于最大加速度max_a，加速过程存在两段：①加速度不断递增阶段，该段加加速度为J＝max_j；②加速度不断递减阶段，该段加加速度为J＝min_j；评价指标最大加速度A_max的计算公式为： 当D_v0时 式中D_v为速度的变化；根据上述加减速过程，对速度过程进行积分运算，得到满足起始终点速度与加速度要求时的最小移动距离S_min：S_min＝∫Vtdt2式中t为时间变量，Vt为速度曲线；根据位移的不同，整体加速过程可以分为加速过程与减速过程或者加速过程、匀速过程与减速过程；确定分段数，则需要判断是否存在以最大速度进行匀速运行的情况，判断的依据为：移动的距离；存在是否需要以最大速度进行运动的情况为，最大速度是否达到最大约束速度；则达到最大约束速度时所移动的距离为是否存在最大允许速度运行的判断标准；相应最大移动距离S_uni判断标准为： 式中：t_S_vel为起始点位置时刻，t_max_v为达到最大约束速度max_v的时刻，t_E_vel为终点位置时刻；如果整体移动距离S＝E_pos-S_pos大于S_min小于S_uni时，式中：S_pos为起始点位置，E_pos为末端点位置；整体的加减速过程分为加速过程与减速两段，无匀速过程；在加速过程与减速过程，分别根据速度的变化，再按照公式1分别分为两段或者三段；采用基于二分法的迭代求解方法求取V_max；针对一段确定的加减速过程，S_pos，S_vel，S_acc，E_pos，E_vel均已知，且整体移动距离S_min＝S＝S_uni；假设V_max为未知变量，则整体加减速过程可以分为从S_vel到V_max的加速过程以及从V_max到E_vel的减速过程，具体进一步分段数按照公式1进行计算；则两段的距离可以计算得出： 式中：t_S_vel为起始点位置时刻，t_V_max为达到最大速度V_max的时刻，t_E_vel为终点位置时刻，如果S＝S0，则相应V_max为待求的该段最大速度值；V_max的变量范围为maxS_vel,E_vel＝V_max＝max_v；则采用基于二分法的迭代求解方法可以很快求得满足该段加减速过程的V_max；整体加减速过程可按照加加速度的不同值进行分段，段内其他运动学参数可按照公式2计算得出；而整体加减速过程的分段数，则与初始和终点要求的运动学参数有关；以加速过程为例，设置速度变化为D_v＝E_vel-S_vel与移动距离S＝E_pos-S_pos，并根据公式1计算得到评价指标最大加速度A_max，且经公式2得到最小移动距离S_min；根据数值积分，当加加速度确定后，该段的其他运动学参数，通过数值积分得到，计算公式如下： At＝A0+∫JtdtVt＝V0+A0*t+∫∫JtdtSt＝S0+V0*t+0.5*A0*t2+∫∫∫Jtdt5式中S、V、A与J分别为位移、速度、加速度以及加加速度函数；S0、V0与A0分别为该段位移、速度与加速度初值。

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