申请/专利权人：中南大学;深圳软动智能控制有限公司

申请日：2022-03-07

公开（公告）日：2024-05-07

公开（公告）号：CN114625004B

主分类号：G05B13/04

分类号：G05B13/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.07#授权;2022.07.01#实质审查的生效;2022.06.14#公开

摘要：本发明涉及激光切割数控加工技术领域，且公开了一种基于混合角度分割的自适应前瞻控制算法，所述衔接点为拐角的拐点，所述基于混合角度分割的自适应前瞻控制算法的具体的实现步骤如下，步骤一，得到拐角处的轨迹线段模型。该基于混合角度分割的自适应前瞻控制算法的有益效果在于，提出了一种基于混合角度分割的自适应前瞻控制算法，可用于单轴或平面多轴的稳定精确运动，本发明所述的混合角度分割方法能结合不同的角度大小和不同的速度约束大小，对过渡类型进行分割，实现了多种过渡模型相结合，相对于只使用单一的过渡模型，降低了计算量，在保证较高加工精度的同时，提高了机床加工的快速性，满足了机床柔性运动与平滑切割的需要。

主权项：1.一种用于激光切割数控加工的基于混合角度分割的自适应前瞻控制算法，其特征在于：衔接点为拐角的拐点，所述基于混合角度分割的自适应前瞻控制算法的具体的实现步骤如下：Step1：依次读取拐角处相邻两条小线段的信息；Step2：根据拐角处衔接点的角度大小和速度约束进行角度分割；Step3：建立拐角过度模型；Step4：根据最大加速度、曲率和弓高误差对衔接点速度进行约束；Step5：采用sigmoid柔性加减速控制法，自适应计算前瞻段数；Step6：采用正向约束和反向约束，重新确定衔接点的最优过度速度；步骤5.1：其步骤如下：Step5.1.1：暂时选取计算好的约束速度Vi为最优过渡速度，设置初始值，前瞻段数p＝0，后续线段累加长度S＝0；Step5.1.2：根据sigmoid速度规划计算最优过渡速度Vi减速到0所需要的减速距离L； Vi为衔接点的约束速度，α为衔接点夹角，t为时间；Step5.1.3：前瞻段数加1，取当前衔接点后续p段轨迹长度累加到S；Step5.1.4：判断S和L的大小，如果累加线段长度大于减速距离，则说明前瞻段数已足够，种植计算并返回前瞻段数值p，否则跳回step5.1.3；步骤6.1：前瞻控制的正向修正；从i到i+p；如果Vi+1＞Vi，调用距离模式下sigmoid加减速算法，得到新的速度Vi+1′，判断与Vi+1的大小；如果Vi+1′＞Vi+1，则不做修正；如果Vi+1′＜Vi+1，则将Vi+1修正为Vi+1′；如果Vi+1≤Vi，则也不做修正；步骤6.2：前瞻控制的反向修正：从i+p到i；如果Vi-1＞Vi，调用距离模式下sigmoid加减速算法，得到新的速度Vi′，判断与Vi的大小；如果Vi′＜Vi，则不做修正；如果Vi′＞Vi，则保持Vi不变，调用距离模式下sigmoid加减速算法，得到新的Vi-1′，将Vi-1修正为Vi-1′；步骤6.3：包括以下步骤：Step6.3.1：输入初始值；Step6.3.2：计算每段线段长度Li以及它们的夹角α1；Step6.3.3：计算衔接点的约束速度Vi；Step6.3.4：自适应计算前瞻段数p；Step6.3.5：正向修正；Step6.3.6：重复step6.3.5，直到计算到当前前瞻的最后一个衔接点Vi+p；Step6.3.7：反向修正；Step6.3.8：重复step6.3.7，直到计算到当前前瞻的第一个衔接点Vi；Step6.3.9：得到衔接点的约束速度Vi，判断是否结束前瞻，若未结束则读取下一段轨迹，跳回step6.3.4。

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权利要求：

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