基于阻尼衰減的高度精密定位運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于阻尼衰減的高度精密定位運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法，包括下述步驟：S1、參數(shù)化運(yùn)動(dòng)規(guī)劃曲線，并獲得運(yùn)動(dòng)規(guī)劃曲線中急動(dòng)度不為0的區(qū)間段對(duì)應(yīng)的加速度曲線區(qū)間段；S2、提取S1中加速度曲線各區(qū)間段對(duì)應(yīng)的加速度輸入信號(hào)；S3、通過運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)獲得步驟S2中所述各加速度輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)的位移輸出響應(yīng)在時(shí)域上的幅值；S4、建立優(yōu)化模型；S5、根據(jù)S4所獲的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃曲線參數(shù)的最優(yōu)值，獲得最優(yōu)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃曲線。本發(fā)明能單獨(dú)處理運(yùn)動(dòng)約束函數(shù)中各段加速度變化信號(hào)，并利用線性系統(tǒng)的疊加性獲得各段加速度變化信號(hào)對(duì)應(yīng)位移時(shí)域響應(yīng)幅值在阻尼衰減后的絕對(duì)值之和作為約束條件，降低了優(yōu)化分析過程中的計(jì)算量，有效適用于S型運(yùn)動(dòng)規(guī)劃曲線。
【專利說明】
基于阻尼衰減的高度精密定位運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及高速高精度運(yùn)動(dòng)控制的研究領(lǐng)域，特別涉及一種基于阻尼衰減的高度 精密定位運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法。
【背景技術(shù)】
[0002] 高速高精度運(yùn)動(dòng)控制是現(xiàn)代機(jī)械工程技術(shù)中的研究熱點(diǎn)，對(duì)于提高機(jī)械裝備的工 作效率和加工質(zhì)量有重要影響。高速高精度運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)被廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī) 器人等諸多領(lǐng)域。對(duì)稱S型運(yùn)動(dòng)曲線規(guī)劃被廣泛應(yīng)用在運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域。對(duì)稱S型運(yùn)動(dòng)曲線規(guī) 劃通過使運(yùn)動(dòng)速度曲線光順化來提高執(zhí)行運(yùn)動(dòng)速度和降低殘余振動(dòng)幅值。常見的S型運(yùn)動(dòng) 規(guī)劃主要是從保證運(yùn)動(dòng)加速度曲線幾何光順進(jìn)行運(yùn)動(dòng)規(guī)劃設(shè)計(jì)，未充分運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué) 特性的影響，尤其是阻尼衰減效應(yīng)的影響。
[0003] 文南犬《Optimized s-curve motion profiles for minimum residual vibration》(American Control Conference，1998)中提出一種最小化殘余振動(dòng)的最優(yōu)S型 運(yùn)動(dòng)曲線規(guī)劃方法。上述文獻(xiàn)所用的方法通過最小化系統(tǒng)輸入在系統(tǒng)固有頻率處的激勵(lì)能 量來獲得S型運(yùn)動(dòng)曲線規(guī)劃中的加速度的上升(ramp-up)或下降(ramp-down)時(shí)間參數(shù)的最 優(yōu)值，仿真結(jié)果證明了上述方法可以大幅降低點(diǎn)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的殘余振動(dòng)。上述文獻(xiàn)所述方法 的主要不足在于:在優(yōu)化模型中未充分考慮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)阻尼的影響。
[0004] 文南犬《A Closed-Form Solution to Asymmetric Motion Profile Allowing Acceleration Manipulation〉〉（IEEE Transactions on Industrial Electronics57(7): 2499-2506.)中提出一種非對(duì)稱S型曲線運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法，定義了急動(dòng)度比（jerk ratio)，并 利用急動(dòng)度比將傳統(tǒng)的對(duì)稱型S曲線運(yùn)動(dòng)規(guī)劃轉(zhuǎn)換為一種非對(duì)稱型S型曲線運(yùn)動(dòng)規(guī)劃。上述 文獻(xiàn)的實(shí)驗(yàn)對(duì)比證明了不同急動(dòng)度比（jerk ratio)非對(duì)稱型S曲線運(yùn)動(dòng)規(guī)劃在縮短運(yùn)動(dòng)定 位周期方面較大的優(yōu)勢。上述文獻(xiàn)所述方法存在的主要問題是：（1)僅僅考慮了某一特定類 型的非對(duì)稱S型曲線運(yùn)動(dòng)規(guī)劃；（2)所述的方法基于計(jì)算機(jī)仿真，計(jì)算量較大。
[0005] 中國發(fā)明專利申請(qǐng)(公開號(hào)為CN 103513575A，【公開日】為2014年1月15日）公開了一 種高速機(jī)構(gòu)減小殘余振動(dòng)的S型運(yùn)動(dòng)曲線規(guī)劃方法，該方法中通過參數(shù)化S型運(yùn)動(dòng)曲線規(guī) 劃，并利用計(jì)算機(jī)仿真獲得殘余振動(dòng)的衰減時(shí)間，建立了考慮殘余振動(dòng)衰減時(shí)間的S型運(yùn)動(dòng) 曲線規(guī)劃參數(shù)優(yōu)化模型。上述專利文獻(xiàn)所述方法的主要優(yōu)點(diǎn)是通過考慮機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性獲 得了最佳的S型運(yùn)動(dòng)曲線規(guī)劃參數(shù)。上述文獻(xiàn)存在的主要不足是:需要較多的計(jì)算機(jī)仿真步 驟，計(jì)算量較大，不便于在嵌入式運(yùn)動(dòng)控制器上實(shí)施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種基于阻尼衰減的高 度精密定位運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法，通過提取系統(tǒng)輸入的加速度變化區(qū)間段對(duì)應(yīng)加速度輸入信號(hào)， 并利用系統(tǒng)的傳遞函數(shù)獲得相應(yīng)加速度變化區(qū)間段的加速度輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)的位移時(shí)域響 應(yīng)幅值。
[0007] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0008] 本發(fā)明的基于阻尼衰減的高度精密定位運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法，包括下述步驟：
[0009] S1、參數(shù)化運(yùn)動(dòng)規(guī)劃曲線，并獲得運(yùn)動(dòng)規(guī)劃曲線中急動(dòng)度不為0的區(qū)間段對(duì)應(yīng)的加 速度曲線區(qū)間段，即獲取加速度曲線中有加速度變動(dòng)的區(qū)間段Rl，R2"_Rn以及相應(yīng)區(qū)間段 R1，R2'"Rn的末端時(shí)刻與運(yùn)動(dòng)規(guī)劃終止時(shí)刻之間的時(shí)間差A(yù) A t2,…，A tn;
[0010] S2、提取步驟SI中加速度曲線各區(qū)間段Rl，R2"_Rn對(duì)應(yīng)的加速度輸入信號(hào)Ai， A2，…，An ;
[0011] S3、通過運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)獲得步驟S2中所述各加速度輸入信號(hào)…，八"對(duì) 應(yīng)的位移輸出響應(yīng)在時(shí)域上的幅值cU，d2，…，dn，其中cU，d2，…，d n均為正值；
[0012] S4、建立優(yōu)化模型:優(yōu)化目標(biāo)為最小化運(yùn)動(dòng)規(guī)劃的總時(shí)間，設(shè)計(jì)變量為步驟S1中獲 得運(yùn)動(dòng)規(guī)劃曲線參數(shù)，約束條件為（1) f ^ +…+ |小于運(yùn)動(dòng)定位允許絕 對(duì)誤差，其中N為運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)阻尼，（2)加速度輸入信號(hào)^，如，…，An的絕對(duì)值均小于驅(qū) 動(dòng)器的最大加速度許用值；
[0013] S5、根據(jù)步驟S4所獲的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃曲線參數(shù)的最優(yōu)值，獲得最優(yōu)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃曲線。
[0014] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，在所述步驟S1中，通過對(duì)急動(dòng)度曲線依次積分可以的到運(yùn) 動(dòng)規(guī)劃曲線對(duì)應(yīng)的加速度曲線、速度曲線和位移曲線。
[0015] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，在所述步驟S2中，通過下述方法提取加速度輸入信號(hào)：
[0016] 根據(jù)所述步驟S1獲得急動(dòng)度不為0所對(duì)應(yīng)各運(yùn)動(dòng)曲線區(qū)間段的首末端時(shí)刻信息， 截取參數(shù)化運(yùn)動(dòng)規(guī)劃加速度曲線中的對(duì)應(yīng)區(qū)間段，各個(gè)所述區(qū)間段內(nèi)的加速度信號(hào)即為加 速度輸入信號(hào)Ai，A2,…，An。
[0017] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，在所述步驟S3中，通過傳遞函數(shù)獲得時(shí)域上的幅值cU， d2,…，dn的具體方法為：
[0018] 對(duì)加速度輸入信號(hào)Ai，A2，…，An進(jìn)行拉普拉斯變換得到頻域加速度輸入量，并利用 運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的拉普拉斯變換形式的傳遞函數(shù)獲得各加速度輸入信號(hào)^，如，…，A n的頻域輸入 量對(duì)應(yīng)的在頻域位移輸出響應(yīng)，所述頻域位移輸出響應(yīng)經(jīng)過反拉普拉斯變換后可以轉(zhuǎn)換為 相應(yīng)的時(shí)域位移響應(yīng)，即可獲得加速度輸入信號(hào)…，A n在時(shí)域上的位移響應(yīng)的幅值 di，d2，."，dn〇
[0019] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述步驟S4中，所建立的優(yōu)化模型如下：
[0020] find(vark)
[0021] min tn
[0023]其中，vark為參數(shù)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃曲線中的可變參數(shù)，e為許用誤差，Vmax為最大允許速 度，Amax為最大允許加速度，N為運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)阻尼，cUj為目標(biāo)運(yùn)動(dòng)距離，ti，t2, . . .，tn分 別為步驟S1中R1，R2-_Rn運(yùn)動(dòng)區(qū)間段的末端時(shí)刻，AhAs，. . .，An分別為步驟S2中各區(qū)間段 Rl，R2"_Rn中的加速度值，dhcb，. . .，cU別為步驟S3中獲得加速度信號(hào)AhA% . . .，An對(duì)應(yīng) 的時(shí)域上位移響應(yīng)輸出，cUd為^時(shí)刻時(shí)的輸出位移值。
[0024] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述步驟S5中，通過獲取的參數(shù)最右值來獲得最優(yōu)規(guī)劃曲 線的方法為：
[0025] 將獲得的最優(yōu)參數(shù)值代入?yún)?shù)化運(yùn)動(dòng)規(guī)劃曲線中，得到最優(yōu)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃曲線。
[0026]本發(fā)明所公開的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法的基本原理為：
[0027] 運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的末端殘余振動(dòng)主要由系統(tǒng)輸入的加速度變化引起，系統(tǒng)輸入加速度曲 線的恒值水平段只會(huì)引起系統(tǒng)的恒定變形，不會(huì)引起運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的末端殘余振動(dòng)。本發(fā)明所 公開算法通過提取系統(tǒng)輸入的加速度變化區(qū)間段對(duì)應(yīng)加速度輸入信號(hào)，并利用系統(tǒng)的傳遞 函數(shù)獲得相應(yīng)加速度變化區(qū)間段的加速度輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)的位移時(shí)域響應(yīng)幅值。由于實(shí)際運(yùn) 動(dòng)系統(tǒng)本身存在結(jié)構(gòu)阻尼，上述位移時(shí)域響應(yīng)幅值在后續(xù)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間歷程中會(huì)發(fā)生衰減， 所述位移時(shí)域響應(yīng)幅值在最終運(yùn)動(dòng)終止時(shí)刻的衰減值的絕對(duì)值累積和可以作為系統(tǒng)末端 殘余振動(dòng)幅值的約束指標(biāo)。利用上述結(jié)合系統(tǒng)阻尼衰減效果的約束條件，可以獲得考慮系 統(tǒng)動(dòng)力學(xué)效應(yīng)的最佳運(yùn)動(dòng)規(guī)劃曲線。
[0028] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：
[0029] 1.本發(fā)明充分考慮實(shí)際運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)固有的阻尼對(duì)末端殘余振動(dòng)抑制的貢獻(xiàn)，使得運(yùn) 動(dòng)規(guī)劃算法最終優(yōu)化運(yùn)動(dòng)曲線更符合實(shí)際工作條件；
[0030] 2.本發(fā)明能單獨(dú)處理運(yùn)動(dòng)約束函數(shù)中各段加速度變化信號(hào)，并利用線性系統(tǒng)的疊 加性獲得各段加速度變化信號(hào)對(duì)應(yīng)位移時(shí)域響應(yīng)幅值在阻尼衰減后的絕對(duì)值之和作為約 束條件，降低了優(yōu)化分析過程中的計(jì)算量，便于在嵌入式運(yùn)動(dòng)控制器上實(shí)施，可以有效適用 于S型運(yùn)動(dòng)規(guī)劃曲線。
【附圖說明】
[0031] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例對(duì)應(yīng)的S型運(yùn)動(dòng)曲線規(guī)劃示意圖；
[0032] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的加速度曲線分離示意圖；
[0033] 圖3是本發(fā)明位移時(shí)域響應(yīng)的阻尼衰減曲線示意圖；
[0034]圖4是本發(fā)明的算法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限 于此。
[0036] 實(shí)施例
[0037] 如圖4所示，本實(shí)施例基于阻尼衰減的高度精密定位運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法，包括下述步 驟：
[0038] S1、參數(shù)化運(yùn)動(dòng)規(guī)劃曲線，并獲得運(yùn)動(dòng)規(guī)劃曲線中急動(dòng)度不為0的區(qū)間段對(duì)應(yīng)的加 速度曲線區(qū)間段，即獲取加速度曲線中有加速度變動(dòng)的區(qū)間段Rl，R2"_Rn以及相應(yīng)區(qū)間段 R1，R2'"Rn的末端時(shí)刻與運(yùn)動(dòng)規(guī)劃終止時(shí)刻之間的時(shí)間差A(yù) A t2,…，A tn;
[0039] S2、提取步驟SI中加速度曲線各區(qū)間段Rl，R2"_Rn對(duì)應(yīng)的加速度輸入信號(hào)Ai， A2，…，An ;
[0040] S3、通過運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)獲得步驟S2中所述各加速度輸入信號(hào)…，六"對(duì) 應(yīng)的位移輸出響應(yīng)在時(shí)域上的幅值cU，d 2，…，dn，其中cU，d2，…，dn均為正值；
[0041] S4、建立優(yōu)化模型:優(yōu)化目標(biāo)為最小化運(yùn)動(dòng)規(guī)劃的總時(shí)間，設(shè)計(jì)變量為步驟S1中獲 得運(yùn)動(dòng)規(guī)劃曲線參數(shù)，約束條件為（1)
小于運(yùn)動(dòng)定位允許絕 對(duì)誤差，其中N為運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)阻尼，（2)加速度輸入信號(hào)^，如，…，An的絕對(duì)值均小于驅(qū) 動(dòng)器的最大加速度許用值；
[0042] S5、根據(jù)步驟S4所獲的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃曲線參數(shù)的最優(yōu)值，獲得最優(yōu)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃曲線。
[0043] 下面，結(jié)合具體的7段S型運(yùn)動(dòng)規(guī)劃曲線對(duì)本實(shí)施例的技術(shù)方案做進(jìn)一步的闡述：
[0044] 如圖1所示曲線為點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)的7段S型運(yùn)動(dòng)規(guī)劃曲線(始末速度為0)。其中，圖1所示 急動(dòng)度曲線為對(duì)應(yīng)的加速度曲線的導(dǎo)數(shù)曲線圖，通過對(duì)急動(dòng)度曲線依次積分可以的到7段S 型運(yùn)動(dòng)規(guī)劃曲線對(duì)應(yīng)的加速度曲線、速度曲線和位移曲線。其中圖1所示急動(dòng)度曲線中在 [0，tl]，[t2，t3]，[t4，t5]，[t6，t7]時(shí)間區(qū)間上值不為0,對(duì)應(yīng)的幅值為Jl, J2, J3, J4。通過積分 計(jì)算可以得到圖1中加速度曲線、速度曲線、位移曲線中的各標(biāo)示值為：
[0045] Ai = Titi ,A?= Titi + T^t^-T^ts+Tst^Tsts
[0049] 圖1所示急動(dòng)度曲線非零區(qū)間段[0山]，[^33]，[七4 35]，[仏山]所對(duì)應(yīng)的加速度 區(qū)間段為加速度變化區(qū)間段。在上述加速度變化區(qū)間段內(nèi)的加速度信號(hào)可以如圖2所示分 離為4段加速度信號(hào)，分別為圖2所不的加速度分量1曲線、加速度分量2曲線、加速度分量3 曲線和加速度分量4曲線。
[0050] 利用圖2所示加速度分量1曲線中[0，七]區(qū)間上的加速度信號(hào)作為輸入信號(hào)，并利 用運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)可以獲得對(duì)應(yīng)的加速度信號(hào)的位移時(shí)域響應(yīng)幅值cU。所述位移響應(yīng) 幅值cb在系統(tǒng)阻尼作用下經(jīng)(ty-ti)時(shí)間按照?qǐng)D3所示的位移振動(dòng)衰減曲線規(guī)律得到的在運(yùn) 動(dòng)終止時(shí)刻t7處的位移振動(dòng)幅值為4e=v(~利用上述方法可以獲得其余加速度分量曲線 上加速度信號(hào)對(duì)應(yīng)的位移時(shí)域響應(yīng)幅值d2，d3，d4以及響應(yīng)的在最終終止時(shí)刻處的位移振動(dòng) 幅值其中N為運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)阻尼。
[0051 ] 建立如下優(yōu)化模型：
[0052] min h
[0054] 其中，e為許用誤差，Vmax為最大允許速度，Amax為最大允許加速度，N為運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)阻尼，d target為目標(biāo)運(yùn)動(dòng)距離，J2，J3，J4等式約束為點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)的始末速度及加速度為0約 束條件的等價(jià)表達(dá)式。
[0055] 上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的 限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化， 均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 基于阻尼衰減的高度精密定位運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法，其特征在于，包括下述步驟： 51、 參數(shù)化運(yùn)動(dòng)規(guī)劃曲線，并獲得運(yùn)動(dòng)規(guī)劃曲線中急動(dòng)度不為0的區(qū)間段對(duì)應(yīng)的加速度 曲線區(qū)間段，即獲取加速度曲線中有加速度變動(dòng)的區(qū)間段Rl，R2~Rn以及相應(yīng)區(qū)間段R1， R2…Rn的末端時(shí)刻與運(yùn)動(dòng)規(guī)劃終止時(shí)刻之間的時(shí)間差A(yù) t，A t2,…，A tn; 52、 提取步驟SI中加速度曲線各區(qū)間段R1，R2…Rn對(duì)應(yīng)的加速度輸入信號(hào)六:，A2，…，An; 53、 通過運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)獲得步驟S2中所述各加速度輸入信號(hào)…，An對(duì)應(yīng)的 位移輸出響應(yīng)在時(shí)域上的幅值cU，d2，…，dn，其中cU，d2，…，d n均為正值； 54、 建立優(yōu)化模型:優(yōu)化目標(biāo)為最小化運(yùn)動(dòng)規(guī)劃的總時(shí)間，設(shè)計(jì)變量為步驟S1中獲得運(yùn) 動(dòng)規(guī)劃曲線參數(shù)，約束條件為（1)|#^' + |小于運(yùn)動(dòng)定位允許絕對(duì)誤 差，其中N為運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)阻尼，（2)加速度輸入信號(hào)六^如，…，絕對(duì)值均小于驅(qū)動(dòng)器 的最大加速度許用值； 55、 根據(jù)步驟S4所獲的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃曲線參數(shù)的最優(yōu)值，獲得最優(yōu)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃曲線。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于阻尼衰減的高度精密定位運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法，其特征在于，在 所述步驟S1中，通過對(duì)急動(dòng)度曲線依次積分可以的到運(yùn)動(dòng)規(guī)劃曲線對(duì)應(yīng)的加速度曲線、速 度曲線和位移曲線。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于阻尼衰減的高度精密定位運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法，其特征在于，在 所述步驟S2中，通過下述方法提取加速度輸入信號(hào)： 根據(jù)所述步驟S1獲得急動(dòng)度不為0所對(duì)應(yīng)各運(yùn)動(dòng)曲線區(qū)間段的首末端時(shí)刻信息，截取 參數(shù)化運(yùn)動(dòng)規(guī)劃加速度曲線中的對(duì)應(yīng)區(qū)間段，各個(gè)所述區(qū)間段內(nèi)的加速度信號(hào)即為加速度 輸入信號(hào)Ai，A2，"_，An。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于阻尼衰減的高度精密定位運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法，其特征在于，在 所述步驟S3中，通過傳遞函數(shù)獲得時(shí)域上的幅值cU，d 2，…，dn的具體方法為： 對(duì)加速度輸入信號(hào)Ai，A2,…，An進(jìn)行拉普拉斯變換得到頻域加速度輸入量，并利用運(yùn)動(dòng) 系統(tǒng)的拉普拉斯變換形式的傳遞函數(shù)獲得各加速度輸入信號(hào)M，A2，…，頻域輸入量對(duì) 應(yīng)的在頻域位移輸出響應(yīng)，所述頻域位移輸出響應(yīng)經(jīng)過反拉普拉斯變換后可以轉(zhuǎn)換為相應(yīng) 的時(shí)域位移響應(yīng)，即可獲得加速度輸入信號(hào)…，A n在時(shí)域上的位移響應(yīng)的幅值ch， cb，…，dn 〇5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于阻尼衰減的高度精密定位運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法，其特征在于，所 述步驟S4中，所建立的優(yōu)化模型如下：其中，Vark為參數(shù)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃曲線中的可變參數(shù)，e為許用誤差，Vmax為最大允許速度，Amax 為最大允許加速度，N為運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)阻尼，dobj為目標(biāo)運(yùn)動(dòng)距離，tl，t2, . . .，tn分別為步 驟S1中Rl，R2"_Rn運(yùn)動(dòng)區(qū)間段的末端時(shí)刻，AhA〗，... >分別為步驟S2中各區(qū)間段R1，R2---Rn中的加速度值，d^cb，. . .，dA別為步驟S3中獲得加速度信號(hào). . .，An對(duì)應(yīng)的時(shí)域上 位移響應(yīng)輸出，cUd為^時(shí)刻時(shí)的輸出位移值。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于阻尼衰減的高度精密定位運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法，其特征在于，所 述步驟S5中，通過獲取的參數(shù)最右值來獲得最優(yōu)規(guī)劃曲線的方法為： 將獲得的最優(yōu)參數(shù)值代入?yún)?shù)化運(yùn)動(dòng)規(guī)劃曲線中，得到最優(yōu)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃曲線。
【文檔編號(hào)】G05B13/04GK106054605SQ201610393066
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月3日
【發(fā)明人】楊志軍, 白有盾, 陳新, 查雄飛, 胡穎怡
【申請(qǐng)人】廣東工業(yè)大學(xué)