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| 1 | 基于牛顿迭代法的S形加减速时间算法研究显示文摘S形加减速控制涉及求解多元高次方程或者不等式,且要求求解出来的最终解是非负数,为此根据时间最优原则和速度、加速度的限制条件,把S形加减速控制中所涉及的五元非线性方程组分解为2个二元非线性方程组和1个一元线性方程。采用牛顿迭代法和迭代修正的方式逐步求解出符合要求的加减速时间,进而求出速度曲线,进行插补运算。仿真与实验结果证明,该算法简明高效、运行稳定,能够满足高速高精数控要求。 | 杨亮亮 许守金 史伟民 葛宏伟 | 2015 | 中国机械工程2015，26，7： | 18 |
| 2 | 三次S曲线加减速算法研究显示文摘针对直线加减速和指数加减速算法中加速度不连续,易对机床产生冲击的问题,提出了一种三次S曲线加减速算法,给出了相应的加加速度、加速度、速度和位移的计算表达式。利用最优化原理,对加减速控制中可能出现的各种情况进行了速度规划。仿真结果表明:该算法能保证加速度和加加速度的平稳变化,避免产生大的冲击,提高了数控系统的运动稳定性;算法简单智能,可根据路径长度自适应地重新规划速度,提高了加工效率。 | 赵翔宇 蔡慧林 | 2016 | 机械科学与技术2016，35，5： | 17 |
| 3 | 基于三次非均匀B样条曲线的机器人轨迹规划算法研究显示文摘针对机器人末端轨迹为自由曲线问题,研究了三次非均匀B样条曲线插补算法。该算法能够根据任意分布的示教点,通过曲线反算求出原曲线。针对曲线速度规划中减速点难以预测的问题,提出以复合柯特斯公式进行曲线积分,求出曲线长度;并通过曲线反向拟合,将机器人运行位移实时地转化为插补点。同时为了减小震荡,利用曲率极值点对曲线进行了分段速度规划,从而达到在曲率极值点处进行减速的目的。最后,通过一个仿真实例,证明了该算法的有效性。 | 赖永林 林茂松 梁艳阳 | 2013 | 科学技术与工程2013，21，35： | 15 |
| 4 | 遗传算法优化BP神经网络在中医按摩机器人中的应用显示文摘针对中医按摩设备的临床需求,研制了一种基于多种按摩手法的中医按摩机器人系统。同时,为了提高中医按摩机器人穴位寻找行为规划的精度,提出了一种基于遗传算法优化BP神经网络的中医按摩机器人穴位坐标预测方法,利用遗传算法弥补BP神经网络的缺陷,提高神经网络的预测精度,求解出最优解,保证了中医按摩机器人对患者做出精确的按摩治疗行为决策。并对上述方法进行了实现与仿真,结果表明,该方法对中医按摩机器人寻找患者穴位坐标具有较好的精度和较高的预测准确性。 | 张秋云 张营 李臣 | 2017 | 应用科技2017，44，2： | 8 |
| 5 | 一种基于B样条插值的机器人速度规划算法显示文摘在传统工业机器人的线体设计中,工艺的完成依赖于示教与再现技术.而传统的逐点示教方法极为繁琐并占用操作人员大量时间.因此,能够找出一条经过所有示教点的曲线并进行高速插补将有效提高机器人加工曲线的轮廓精度和示教效率.本文提出了一种能完全经过示教点的机器人轨迹样条插值方法.在此方法的基础上,利用修正的S型加减速算反向插补预测减速点,能显著提高减速点的预测能力,从而可极大提升机器人复杂轨迹的插补效率.实验证明此算法曲线轮廓精度高,插补速度快,柔性高,能满足机器人复杂曲线插补的要求. | 陈爽 张悦 张勤俭 曹宇男 | 2018 | 应用基础与工程科学学报2018，26，3： | 8 |
| 6 | 非均匀有理B样条曲线的高精度低速度波动插补算法显示文摘为提高非均匀有理B样条曲线的插补精度,降低插补速度波动率,提出一种基于改进S型速度规划及Steffensen型参数计算的插补算法.通过自适应插补得到曲线分段信息,根据曲率信息自适应调整最大加加速度并进行速度精确控制,改进了传统S型速度规划算法,使得插补处处满足误差约束。采用正反向插补精确确定减速点,并利用带参数Steffensen型方法计算曲线插补参数,避免求导运算,增强插补实时性,有效控制速度波动率.实验结果表明,相对于其他算法,该算法具有更高的插补精度、更低的速度波动率,是高效可行的. | 魏栋 张树有 刘晓健 | 2016 | 浙江大学学报(工学版)2016，50，11： | 6 |
| 7 | 基于S曲线加减速的NURBS插补控制方法研究显示文摘对于复杂零件的数控加工,如何实现刀具轨迹的平滑插补控制具有重要意义。提出了一种基于S曲线加减速的平滑NURBS插补控制方法;采用复合辛普森求积公式计算NURBS刀轨曲线长度,并以最大轮廓误差、最大向心加速度为约束条件,对刀轨曲线进给速度进行规划。在此基础上,用二阶泰勒展开式进行NURBS插补计算,并对插补过程中的加速度、加加速度进行限制。仿真加工实例说明该方法可以实现平滑运动控制,并能够满足加工精度要求。 | 岳磊 赵国勇 刘晨希 安红静 | 2015 | 组合机床与自动化加工技术2015，，5： | 6 |
| 8 | 一种新型物料装填机器人的设计与轨迹优化显示文摘为提高车辆等载具内的物料装填效率,设计一种车内受限空间中使用的圆柱物料装填机器人,并对机器人的关节轨迹进行优化。在考虑圆柱物料输送要求和车内空间限制的基础上,提出物料装填机器人总体设计方案,给出机器人工作时的关节运动流程。建立机器人运动学模型,对机器人的工作空间进行分析。使用分段高阶多项式函数拟合机器人关节运动轨迹,采取插值时间变量代替系数变量的简化求解方法和粒子群算法优化关节轨迹。研究结果表明,该物料装填机器人工作空间可覆盖车内空间且满足车内空间限制,优化后的关节轨迹可平稳快速地完成物料装填作业。 | 郑昱 广晨汉 李前 杨洋 | 2020 | 兵工学报2020，41，4： | 5 |
| 9 | 基于干涉预处理的NURBS曲线前瞻插补算法显示文摘鉴于直接自适应插补容易在加工过程中引起较大的速度波动,而按曲率极值点对NURBS曲线进行分段插补造成加减速过程中加速度和加加速度超限,提出一种基于干涉预处理的非均匀有理B样条曲线前瞻控制插补算法。首先对曲线进行自适应处理,得到各自适应插补点的运动参数;然后找出其中加速度或加加速度超限的点(即危险点),并对这些点的速度进行前瞻控制,根据前瞻控制信息对相邻危险点进行干涉处理,最终得到用来对曲线分段的危险点信息和相应的控制策略;最后根据各危险点之间的干涉类型对曲线进行实时插补。仿真实验表明,该算法能够在保证加工精度的前提下,实现进给速度的平滑过渡,并且能够保证加速度和加加速度不超限。 | 徐水龙 徐周波 古天龙 常亮 | 2015 | 计算机集成制造系统2015，21，5： | 5 |
| 10 | 连续时间周期化的NURBS曲线插补及其速度规划显示文摘根据机床动力学性能,提前预测NURBS曲线插补时的速度极小值点,以这些点为基准将曲线分段,同时估算每条子曲线的长度.利用捷度阶跃式7段S型加减速规律对每条子曲线进行连续时间域下的速度规划,以插补总时间周期化为原则对连续时间域下的加减速各阶段运行时间做周期化离散处理.为了减小子曲线间衔接速度的波动,提出连续时间域运行时间重新规划的方法.为了减小NURBS曲线实时插补时的速度波动率,提出利用反向二次插补法进行实时插补计算,该方法不需要迭代计算且计算精度较高.仿真实验结果表明,连续时间域重新规划和周期化离散处理方法能够实现捷度满足机床性能要求的S型加减速速度规划,且实时插补阶段的速度波动率能够达到10-6级. | 何改云 陶浩 王太勇 董甲甲 张永宾 | 2018 | 天津大学学报(自然科学与工程技术版)2018，51，8： | 4 |
| 11 | 数控凸轮轴磨床工件旋转轴转速优化方法显示文摘根据恒磨除率原理,建立了凸轮轴磨削数学模型。通过对凸轮轴数学模型的分析以及系统驱动能力的限制,确定了工件转速非圆段的降速比与砂轮水平进给的最大速度、最大加速度、最大加加速度。提出砂轮进给正、反向同步加减速的控制方法,动态地求解正反向插补会合点同时达到最大进给速度,实现凸轮旋转的最优速度插补。将上述算法进行编程与仿真,并运用到YTMK-CNC8336-16数控凸轮轴磨床加工中。试验结果表明:采用该方法磨削的凸轮轴升程误差可控制在?0.015 mm以内,工件表面粗糙度达到Ra0.25μm,非圆磨削段加工效率提高了30%,实现了凸轮轴的精密高效磨削加工。 | 王洪 戴瑜兴 许君 李宗鉴 | 2014 | 机械工程学报2014，50，15： | 4 |
| 12 | 工业机器人运动目标轨迹规划仿真研究显示文摘轨迹规划是工业机器人控制中的重要研究方向,为了使焊接机器人按照预定路径和速度进行施焊,针对焊接机器人末端在笛卡尔空间中作业路径为自由曲线时速度难以规划、减速点难预测的问题。首先采用三次非均匀B样条曲线拟合作业路径。为解决焊接作业中需平稳过弯但减速点难预测的问题,在曲线曲率极值点处对其进行分段处理,采用辛普森公式对曲线数值积分精确求解曲线长度,用S型速度曲线代替梯形速度曲线进行速度规划,最后对每一段单独进行插补,从而达到在曲率极值点处平稳通过的目的。经过仿真表明上述算法的有效性。 | 周乐天 姜文刚 | 2017 | 计算机仿真2017，34，5： | 3 |
| 13 | Speed Planning Algorithm Based on Improved S-Type Acceleration and Deceleration Model显示文摘The acceleration saltation of the traditional S-type acceleration model in the speed planning of the NURBS curve will result in the vibration and flexible impact of the machine tool.It will affect the surface quality of the components.The high speed smooth S-type acceleration and deceleration model deals with flexible impact,but the calculation is tedious.Aimed at the above problems,the traditional S-type acceleration and deceleration model is improved to make the jerk change linearly at a certain slope to reduce the flexible impact.Before the speed planning,it is needed to find the arc length and curvature of each point on the NURBS curve with a tiny step,and to determine the speed sensitivity point on the curve accordingly.According to the speed sensitive point,the NURBS curve is segmented.The attribute parameters of each section are determined by adaptive speed planning.Then,the speed planning can be performed on the NURBS curve according to the speed characteristics classification.The simulation results show that the algorithm can effectively reduce the flexible impact,improve the machining precision and efficiency,and simplify the classification of speed characteristics. | 罗晖淼 赵东标 付文强 | 2021 | Journal of Shanghai Jiaotong university(Science)2021，26，6： | 3 |
| 14 | 基于曲率约束和位移补偿的NURBS曲线柔性高精插补方法显示文摘针对NURBS曲线插补过程中曲率极大值点附近进给速度容易超限和分段插补末端位移损失的问题,提出一种基于曲率约束和位移补偿的NURBS曲线柔性高精插补方法.首先根据NURBS曲线曲率极大值对曲线进行分段并计算每段弧长,结合曲线曲率变化和机床动力学性能得到进给速度约束;然后以加加速度渐变的柔性加减速方法进行速度控制,根据曲线分段长度和曲率采取对应的速度规划策略;在实时插补中,根据实际位移计算各插补周期的平均速度并对末端位移损失进行补偿,将连续的速度曲线离散为各周期的阶跃速度变化;最后以改进的牛顿迭代方法计算插补参数,输出插补点坐标.仿真实验结果表明,该方法可以有效地提高插补精度,降低速度波动. | 高翔宇 刘晓健 裘乐淼 张树有 | 2018 | 计算机辅助设计与图形学学报2018，30，12： | 3 |
| 15 | 一种高效的机器人自由曲线运动位姿同步规划方法显示文摘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。 | 倪晓伟 黄昕 祝润泽 | 2021 | 机床与液压2021，49，5： | 3 |
| 16 | 曲率单调分割NURBS曲线及双侧优化进给速度显示文摘针对常用速度规划方法忽视速度与NURBS曲线参数点之间贴合程度影响轮廓插补精度的问题,提出按曲率单调性分割NURBS曲线及其规划进给速度的算法.首先分析了NURBS曲率单调性;其次按照临界曲率点、临界曲率值点及曲率单调性转折点分割NURBS曲线,并求取各分段弧长;最后结合机床动力学性能,从曲率临界点出发,用S曲线分别向前、后2个方向朝曲率临界值点、曲率转折点优化进给速度.与常用规划算法进行对比的结果表明,该算法可以通过加工时间的较小延长,极大地提高轮廓插补精度. | 季国顺 俞武嘉 陈子辰 | 2017 | 计算机辅助设计与图形学学报2017，29，2： | 3 |
| 17 | 铣削机器人去除锻件裂纹的轨迹规划研究显示文摘针对铣削机器人去除锻件裂纹的问题,进行了相关轨迹规划插补算法的研究。首先,将离散的裂纹轨迹型值点用三次B样条曲线插值,拟合的曲线就是机器人末端执行器的运动路径。其次,提出了梯形速度控制算法,将裂纹路径按照速度敏感点进行分段,确定出每段曲线的加速段、匀速段、减速段的进给速度,进而利用泰勒展开式确定出每个采样周期的插补参数;同时,用三次B样条曲线插补形成各坐标轴的运动增量。最后,建立机器人运动学模型,将笛卡尔空间的插补数据映射到机器人关节空间,在分析机器人各关节位移、速度、加速度的基础上证明了这种插补算法在实际应用中的可行性。 | 张永贵 李海龙 | 2018 | 组合机床与自动化加工技术2018，，7： | 3 |
| 18 | 数控加工中NURBS曲线的小线段离散方法显示文摘针对将NURBS曲线离散成连续小线段轨迹问题,提出局部等弦长、等弦差、偏转角可控的离散算法.分别对等弦长、等弦差离散算法进行仿真,验证这两种算法的优缺点;结合弦长、弦差和偏转角之间的耦合关系,提出对NURBS曲线进行区域分割,实现离散后的小线段轨迹局部等弦长、等弦差,轨迹相对光顺.利用平面光栅进行实验验证,实验结果表明:利用该算法,离散后的小线段轨迹可以很好地逼近原NURBS曲线,并且保证轨迹相对光顺. | 李建刚 孙喜庆 王琳 郑德鹏 | 2016 | 哈尔滨工业大学学报2016，48，1： | 3 |
| 19 | 具有轴向动态约束的NURBS路径进给速度规划显示文摘在传统速度规划方法中,轴向加速度约束通常是定值约束,不能充分发挥机床轴向加减速性能,影响加工效率.对此提出了一种新的考虑轴向加速度动态约束的进给速度规划算法.首先,对NURBS曲线路径进行弧长自适应二分离散处理,获得弧长参数和采样点.之后,构建切向速度、加速度、加加速度约束和轴向加速度动态约束的优化模型,对采样点的多约束模型进行两次线性规划求解,得到采样点的优化进给速度.通过两次线性规划和轴向转矩参考处理,计算各轴在不同速度下的加速度上下极限动态约束,在提高加工效率同时没有增加搜索最优值的约束条件,具有较高计算效率.最后,对采样点进行样条拟合得到进给速度规划曲线.与传统定值约束规划对比实验的结果表明,所提算法牺牲最大轮廓误差2.63%,使加工时间降低了16.34%,提高加工效率的同时并没有牺牲较大精度,证明了算法的可行性和有效性. | 董靖川 郭健鑫 刘喆 谭志兰 王太勇 | 2021 | 天津大学学报(自然科学与工程技术版)2021，54，9： | 2 |
| 20 | 迭代算法的曲线插补进给速度控制方法显示文摘在数控加工中,为了满足较高的加工精度和保持恒定的进给速度要求,提高数控加工复杂零件的能力,数控系统插补器需要采用较复杂的插补算法,其计算量大,耗时多,影响加工速度。针对这一问题,根据参数曲线数控插补原理,指出了Taylor展开算法和迭代算法,给定曲线,利用当前弦长和当前插补点,精确算出下一插补点。在迭代次数和迭代误差都小于设定值时结束迭代,即可算出下一插补点,且保持当前点和速度,否则继续迭代直到满足要求为止,给出了基于迭代算法的曲线实时插补进给速度的控制方法。仿真实例结果表明,提出的算法能够满足各种不同参数曲线的加工。与常规插补算法相比,该算法通用性强,计算量小,进给误差小,计算精度高,提高了加工效率。 | 邓昌奇 廖辉 | 2013 | 重庆大学学报(自然科学版)2013，36，8： | 2 |
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