基于S曲线的电机速度规划研究与仿真

孙友增　邹海荣　徐蓉　王建设

摘 要：针对目标检测系统的特点，介绍了基于S曲线的速度规划算法，提出了该算法的数学公式，并介绍了仿真时的算法框图，最后利用MATLAB对该算法进行了仿真分析。仿真结果表明，该算法能够很好地应用在目标检测系统中。

关键词：目标检测系统；S曲线；速度规划；MATLAB

中图分类号：TP273；TM383 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.16.026

目标检测系统是利用3D激光扫描技术提取目标位置信息的，然后识别目标物体。目标检测系统的整体结构如图1所示。

由图1可知，保证激光器动态扫描过程的稳定性对于系统提取目标位置信息是至关重要的。因此，在电机带动激光器的过程中，其良好动态运行性能是控制系统可靠、稳定工作的重要前提。所以，规划电机启停阶段的速度对保证电机速度和加速度的连续性，以减小冲击有非常重要的现实意义。

1 电机速度规划

目前，国内外的研究学者对电机速度规划的研究已经取得了很大的进展。常用的电机速度规划曲线有3种：梯形曲线、指数型曲线和S型曲线。梯形曲线是加速度保持一恒定值不变，速度以线性规律上升。这种速度规划方式简单，而且节省硬件资源，但是，当速度变化时，会产生突变，达不到速度的连续性要求。除此之外，它将影响电机的运行质量和机械系统的使用寿命。指数型曲线是符合系统内在规律的，它适用于控制系统处理速度快且对加速过程要求比较高的场合。然而，在电机加速或减速的开始和停止阶段，指数型曲线会产生一定的冲击。……