轨迹规划与插补技术
30章 · 核心剖析
运动控制算法
01
轨迹规划概述
绪论
什么是轨迹规划？地位与作用
02
运动学基础
数学物理
位置、速度、加速度、加加速度 (Jerk)
03
坐标系与变换
空间基础
关节空间/笛卡尔空间 · 齐次变换矩阵
04
梯形速度曲线
经典模型
原理、数学模型、加减速过程
05
S形速度曲线
7段式
加加速度约束、时间计算
06
多项式插值
三次/五次
边界条件与求解
07
B样条曲线
平滑核心
控制点·节点向量·平滑性
08
NURBS曲线
工业标准
非均匀有理B样条·权因子·应用
09
直线插补
空间算法
步长控制、速度规划
10
圆弧插补
平面/空间
圆心角计算、精度控制
11
螺旋线插补
同步控制
参数方程·实际案例
12
样条插补
参数化
弓高误差·实时性
13
前瞻控制
Lookahead
前瞻距离·拐点减速
14
速度规划
T型/S型
时间最优速度规划
15
加速度约束
物理限制
冲击限制·电机建模
16
路径误差分析
精度
轮廓误差·跟随误差·弦高误差
17
插补周期
实时性
固定/可变周期·权衡
18
加减速控制
平滑处理
离线/在线加减速
19
多轴协同
同步控制
主从跟随·电子齿轮/凸轮
20
连续轨迹
拐角过渡
圆角过渡·前瞻路径规划
21
实时插补
RTOS
中断服务·任务调度
22
代码生成
G代码
解析·M代码·插补指令流
23
仿真验证
可视化
轨迹/速度曲线·碰撞检测
24
误差补偿
精度提升
反向间隙·螺距误差·摩擦补偿
25
振动抑制
滤波器
陷波/低通滤波·加速度前馈
26
自适应控制
鲁棒性
负载变化·在线辨识
27
工业机器人轨迹
关节/笛卡尔
奇异点处理
28
CNC加工轨迹
高速高精
刀具半径补偿·刀尖点轨迹
29
伺服驱动接口
环控制
位置/速度/扭矩环·指令脉冲
30
前沿技术
AI·数字孪生
强化学习轨迹优化·数字孪生
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