针对数控机床加工微小线段时因加加速度突变而导致精度和效率下降等问题,提出一种新型柔性加减速控制算法。该算法基于正弦函数构建了加加速度连续平滑的运动控制曲线,并通过分析数控机床加工线段的长度和初末速度,实现新型柔性加减速算法的速度规划。仿真与实验测试结果表明与传统S形算法相比,该算法能有效地降低因加加速度突变引起的振动,提高数控加工过程中的平稳性与效率。

连续液面成型工艺(Continuous Liquid Interface production,CLIP)自问世以来就以其惊人成型效率和良好的加工质量,在光固化快速成型领域备受瞩目。但是,树脂的流动性能和固化性能共同影响着工件的成型速度。横截面较大部分的成型速度受到树脂流动速度的限制,而横截面较小的部分主要受到树脂固化速度的限制。因此,针对上述问题,提出一种基于工件模型信息的变速运动方案,并通过对掩膜图像进行灰度处理,改变投影机辐照度,使工件达到最佳固化精度。实验结果表明利用该方法,在保证精度情况下,能最大程度兼顾树脂流动性和固化性能,实现更大成型效率。

为提高工业机器人在焊接、喷涂等领域的工作效率和稳定性,工业机器人时间最优速度规划问题得到广泛研究,但受制于运动学、动力学模型的准确性及优化问题求解方法的效率,大多数方法很难在保证稳定性及不超速的前提下达到时间最优。文中采用指数积求解机器人运动学,考虑运动学及动力学约束对时间最优问题进行建模,最后基于凸优化问题相关理论进行求解。仿真结果表明,机器人能以相对稳定的速度达到时间最优,该方法可为工业机器人的实际应用提供理论依据。

在某型导弹液压提升机研制过程中,由于提升机受负载变化、摩擦力变化以及液压系统本身受环境因素等影响,为保证导弹装填过程的高可靠、高安全性,必须解决各种工况变化引起的输出一致性差和稳定性差等问题。通过机理建模分析方法,将液压提升机等效为一个双输入单输出的控制系统数学模型,通过对系统时域和频域仿真分析,提出了一种采用结构不变性原理和自适应变参数的速度闭环控制方法,同时根据阀的流量非线性特性,引入变步长的线性速度规划方法来减小动载荷冲击。最后通过试验验证了该控制策略的有效性。试验结果与仿真结果保持一致,满足速度控制精度要求,能够保证负载运行的安全性和可靠性。

传统数控机床中电机的运动控制采用梯形加减速、三次S形加减速控制算法,使得加速度和加加速度不连续,易对电机产生柔性冲击。采用四次S形加减速控制算法时,因计算繁琐,时间复杂度高,使得加工运行时间长。为改善这一状况,提出一种新的四次S形加减速控制算法并进行验证。结果表明:该算法能有效减少加工时间,降低加工中的柔性冲击,提高电机工作效率,延长电机的寿命和提升加工零件的质量。

针对机器人在自由曲线运动中位姿难以同步的问题,提出一种机器人自由曲线运动的位姿规划方法。该方法采用抛物线边界的三次非均匀B样条曲线拟合任意数目的示教点位置,同时采用四次四元数样条曲线拟合示教点姿态。根据示教点将自由曲线分段,以获得速度规划降速点,减少机器振动。对分段位置曲线及姿态曲线采用复化的辛普森积分求得曲线长度及姿态转角;对位置曲线进行七段S形速度规划,并利用位置规划所得的时间对姿态曲线进行速度规划,从而得到速度连续且时间同步的位置及姿态。实验表明该方法可行、高效。

制造业对加工过程中进给速度和加速度的平稳变化有着严格要求。为减小速度突变时对机床及刀具产生的冲击，确保加工精度符合要求，提出一种基于细菌觅食算法优化的非均匀有理B样条（NURBS）曲线S型加减速约束插补方法。该方法利用细菌觅食优化算法对NURBS曲线的控制点变量个数及关键位置信息进行优化，构建出更为平滑的NURBS曲线，减小计算负荷，并依据所构图形对弓高误差的要求。确定出每个插补点的进给速度，寻找确定速度改变点及速度波动位置，进而确定加减速度关键点。进行S型加减速控制，从而保证加工时速度稳定过渡，加工曲线平滑精确。该方法通过仿真及实验得以验证。

针对大型液压垂直举升系统工作时振动冲击较大的问题,提出了举升过程的速度跟踪控制策略,设计了模糊PID控制器。根据举升系统的控制原理和速度特征,对执行器件伸缩缸换级过程的速度、加速度进行分析,设计了利用多项式插值的换级速度曲线,并提出了采用速度跟踪的模糊PID控制方法。通过对举升液压回路AMESim模型的仿真分析和控制系统的仿真研究,对比了模糊PID与传统PID在跟踪精度上的不同,模糊PID跟踪精度更高。仿真结果表明,上述速度跟踪的模糊PID控制方法能实现大型液压举升系统的过程控制,且减小振动冲击。