Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Jack H.Dynamic system modeling and control.2004.pdf
Скачиваний:
73
Добавлен:
23.08.2013
Размер:
5.61 Mб
Скачать

multiaxis motion - 16.17

The longest motion time is 4.4s for joint 1, and this can be used to prolong the other motions. The calculation begins by rewriting the velocity/position relationship using a new maximum velocity.

 

∆θ

 

 

1 ω

max'

ω

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω

max'

ω

 

1

ω

max'

ω

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

--

------------

 

 

 

' +

 

 

t

 

 

 

– 2

------------

 

' + -- ------------

 

'

 

 

 

 

2

α

max

 

max

 

 

 

total

 

α

max

 

max

2

α

max

 

max

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∆θ

 

=ω

 

 

 

 

 

ω

max'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

max' ttotal

 

α

max

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

------------

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ω

max

')

2 + ω

 

max

'( t

total

α

 

)

+∆θα

 

max

= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

max

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω

max'

ttotal

α

max

±

 

ttotal2 α

max2 – 4∆θα

max

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= -------------------------------------------------------------------------------------

 

 

 

 

 

 

 

tacc' =

tacc'

 

=

ω

 

max'

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

------------α

max

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A new maximum velocity can be calculated for joint 2 using this equation.

 

 

ω

 

 

4.4( 100) ±

( 4.4) 2

( 100) 2

– 4( 80) ( 100)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

max'

=

-------------------------------------------------------------------------------------------------

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

440 ±

401.99502

 

 

 

 

 

 

ω

 

 

 

 

, 19.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

max' =

----------------------------------------

= 421

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

' = t ' = 19.0 =

0.19s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

acc

acc

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A new maximum velocity can be calculated for joint 3 using this equation.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω

 

 

 

 

 

 

4.4( 150)

 

±

 

( 4.4) 2

( 150) 2

– 4( 40) ( 150)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

max'

=

-------------------------------------------------------------------------------------------------

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω

max'

= 651

, 9.22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

' =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

' = t

acc

9.22

 

=

 

0.092s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

acc

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figure 16.17 Interpolated motion based upon Figure 16.16

16.3.2 Motion Scheduling

After the setpoint schedule has been developed, it is executed by the setpoint scheduler. The setpoint scheduler will use a clock to determine when an output setpoint

multiaxis motion - 16.18

should be updated. A diagram of a scheduler is shown in Figure 16.18. In this system the setpoint scheduler is an interrupt driven subroutine that compares the system clock to the total motion time. When enough time has elapsed the routine will move to the next value in the setpoint table. The frequency of the interrupt clock should be smaller than or equal to the time steps used to calculate the setpoints. The servo drive is implemented with an algorithm such a PID control.

 

Time based interrupt

Servo motor routine runs

 

routine

for each axis

Setpoint

Choose new

 

table

point from

 

 

trajectory table

Read θ desired

 

 

 

θ desired

Compute

 

error

Interrupt

 

 

Clock

 

Output actuator

 

 

 

 

signal

 

Return

 

Figure 16.18 A setpoint scheduler

The output from the scheduler updates every time step. This then leads to a situation where the axis is always chasing the target value. This leads to small errors, as shown in Figure 16.19.