多轴控制系统研究：轨迹规划与伺服控制

"这篇资源是东北大学孙一兰硕士的学位论文，主题为多轴控制系统的研究，主要探讨了数控技术和机器人技术中的多轴控制问题。论文涵盖了轨迹规划、速度计算、插补算法、伺服控制以及多机通讯等多个关键知识点。作者在研究中采用了S曲线速度规划、三次样条曲线插补、PID伺服控制的改进算法，并实现了基于VC++和Keil C的开放式模块化编程。此外，还设计了人机交互界面，以提高系统的易用性和性价比。" 这篇论文详细阐述了多轴控制系统的重要性和研究背景，指出随着计算机技术和控制技术的进步，高精度、高速度、高柔性的多轴控制系统成为了研究热点。多轴控制涉及机械、电子、计算机等多个学科，其技术可以应用于各种设备的控制。 在内容部分，论文提到了轨迹规划和插补技术。轨迹规划是控制运动物体沿预设路径移动的关键，而插补技术则用于将离散的型值点平滑连接成连续的运动轨迹。文中公式(4.15)描述了如何通过前三个和后三个型值点计算中间位置点的速度，这在实际运动中尤为关键，因为实际路径点并不总是型值点。 速度计算图（图4.7）展示了位置和速度的关系，其中At代表轨迹规划周期，是插补周期的整数倍。论文还列出了求解方程组系数的公式(4.16)，这些系数用于计算不同坐标轴上的位置和速度。 此外，论文探讨了伺服控制，特别是PID算法的改进，这是确保系统精确控制和响应的关键。PID控制器通过比例、积分和微分三个部分调整控制量，以减小误差。论文可能介绍了如何针对多轴环境优化PID参数，以实现更高效和稳定的控制。 最后，论文提到了多机通讯方法，这是多轴控制系统中协调不同轴运动、信号处理的关键。作者通过开放式模块化编程思想，使用VC++和Keil C开发了相关程序和仿真模型，这有助于提升系统的灵活性和扩展性。 关键词包括：控制系统、轨迹规划和插补、伺服控制、PID控制、多机通讯以及C8051微控制器，这些都是论文深入研究的主题。整体而言，该研究为多轴控制系统的理解和实现提供了深入的理论和技术支持。