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SPECIAL TOPIC · 轨迹规划与插补技术

运动控制算法核心技术剖析

从轨迹规划、速度曲线到插补与误差补偿,用 30 章把运动控制算法体系讲透,适合算法工程师和运动控制开发者系统阅读。

30 章完整内容适合系统阅读

CHAPTERS

章节目录

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