新型四阶S型轨迹规划算法：设计与应用验证

本文主要探讨了一种新型的四阶S型轨迹规划算法，该算法在机械工程和自动化领域具有重要意义。S型轨迹规划通常用于设计平滑且高效的运动路径，尤其是在需要精确控制速度和加速度变化的应用中，如工业机器人、自动化设备等。本文作者朱其新、陈健亨、刘红俐、张国平和朱永红针对传统的S型轨迹规划方法提出了创新性的改进。 该研究的核心是提出了一种新的计算方法，通过确定最大速度、三阶导数作用时间、最大加加速度作用时间和最大加速度作用时间，实现了对S型运动轨迹的精确控制。算法首先根据给定参数计算出加速阶段的运动距离和速度，接着利用这些信息来计算最大速度作用时间，确保在匀速阶段可以补偿因浮点型转整型数据产生的误差。减速阶段则利用S曲线加减速控制的对称性进行设计，这样不仅可以保证轨迹的平滑性，还能简化算法实现，减少PLC资源的消耗。 在实验验证部分，作者将这种新型算法应用于基于倍福PLC的三动子运料平台上，结果显示，即使在不存储大量曲线数据的情况下，也能实现速度和加速度的良好平滑过渡，显著提高了系统的动态性能和响应性，同时降低了硬件资源的需求。这对于实际工业环境中的实时控制和能源效率提升具有实用价值。 本文的研究关键词包括S型曲线、轨迹规划算法、对称性和补偿，反映出研究者对运动控制理论的深入理解和对实际问题的针对性解决。该算法的主题分类为94A99，表明它属于多学科交叉领域的研究，可能涉及到高级控制理论、数学建模以及计算机辅助设计等多个方面。 这篇论文不仅介绍了新的四阶S型轨迹规划算法，还提供了实际应用中的效果评估，为提高工业自动化系统性能和优化资源管理提供了有价值的技术参考。