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基于S曲线的直线电机运动控制研究

直线电机是一种新型电机，简单描述为旋转电机被展平。凭借着其进给速度范围宽，速度特性好，定位精度高，行程不受限制，结构简单、运动平稳、噪声小等一系列的优势及其控制技术的日趋成熟，直线电机的应用已经广泛应用于众多领域。如：磁县浮列车直线电机驱动的钢管输送机、运煤机、起重机等。直线电机在世界各国的应用大致可分为五个方面，即物流系统、工业设备、信息与自动化系统、交通与民用、军事及其它方面。在机械设备和机电一体化方面，其中机床业方面比较突出。S曲线加减速法背景与应用S曲线加减速的称法由系统在加减速阶段的速度曲线形状呈S型而得来。在S曲线这种加减速模式下在任意位置的加速度都是连续变化的，可避免柔性冲击，速度曲线平滑。S曲线加减速法广泛用于高速高精度加工的控制。目前，一些先进的CNC系统常采用“S型曲线加减速”。一、目的意义直线电机在各种应用环境下，经常处于不断的起动，加速，减速，停止过程。每个过程都有时间，速度等不同参数，每个阶段单元时间也都不一致。另外直线电机本体以及被推动物体本身都有一定的惯性，由于惯性的作用，在加减速过程中必然会产生迟滞或过冲的现象。那么如果加减速过大将会超过本身的控制极限会导致迟滞或过冲，进而导致运动精度的下降。如果加减速过小将会耗费很大时间。通过S曲线的加减速法得到加速区、减速区、匀速区的具体数据来研究直线电机在承载不同物体时系统的运动控制特性。使得在S曲线这种加减速模式下任意位置的加速度都是连续变化的，可避免柔性冲击，速度曲线平滑。

并且合理控制直线电机起动，加速，减速，停止的4个阶段运行参数来节约时间，提高效率，保持控制运动精度。此种梯形加减速控制计算方法简单，但因为加速匀速减速过程不能光滑过度，即加速度对时间的函数不是连续函数，而存在迟滞和过冲现象。

S

曲线加减速将传统的3段加减速过程变为7段加减速过程,形成S字形。对于一个按完整的S形加减速曲线运转的系统,整个运动过程被分成7个阶段:加加速度段、匀加速度段、减加速度段、匀速段、加减速段、匀减速段、减减速段。

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