вопрос по Look ahead

[Predator]

NightV, Ты знаешь - страшновато...

[PKM]

аспирантура

Цель работы? Усовершенствование планировщика траектории для ЧПУ?

Хорошие планировщики весьма актуальны...

[_ardilla_]

да, да усовершенствование работы планировщика линейно-кругового интерполятора

[michael-yurov]

да, да усовершенствование работы планировщика линейно-кругового интерполятора

Я тут для себя приберег пару статей про работу планировщиков, но, думаю, не пригодятся.
Там рассмотрен вопрос S-кривой изменения скорости.

[aftaev]

да, да усовершенствование работы планировщика линейно-кругового интерполятора

о какой ЧПУ идет речь?
Мож мы когда нибудь сможем воспользоваться этими усовершенствованиями

[PKM]

да, да усовершенствование работы планировщика линейно-кругового интерполятора

Думаю, автор нового планировщика LinuxCNC знает много интересного по теме

[scout]

Простая задача классической механики: имеются заданные на плоскости траектории (К - красная, З - зеленая, С - синяя), состоящие, каждая, из двух отрезков прямых:

path39067.png (3.97 КБ) 3269 просмотров

Вопрос: с какой скоростью материальная точка может пройти точку излома для каждой из траекторий?

[Darxton]

С нулевой. Кривая там не является непрерывно дифференцируемой.

[scout]

Во, молодец.
А проще это можно объяснить так: невозможно пройти любой, даже самый маленький, излом с ненулевой скоростью при точном выполнении траектории.
Идем дальше: для чего предназначен алгоритм lookahead?

[Darxton]

Я, конечно, не специалист, но - для построения наиболее удачной кинематической и динамической модели движения, путем аппроксимации траектории более другими кривыми и её последующей дискретизации. Что понимать под удачностью - вопрос другой. И на него могут быть разные ответы в зависимости от задач.

[sidor094]

При отсутствии команды точного останова в любом случае происходит скругление углов.Look ahead просто позволяет достигнуть больших скоростей.Возьмём например изменение направления движения на обратное.Здесь будет присутствовать максимальное ускорение по оси.Значит при заданном максимальном ускорении привода и желании получить правильную траекторию(скругление разрешается) мы получим всего лишь половинное от максимального ускорения по оси напрмер при остановке оси -т.е.здесь возможности привода будут использованы не полностью.При использовании Look ahead мы можем задать например максимальное ускорение при остановке привода,а при смене направления на обратное можно снизить общую скорость интерполятора по всем осям с тем,чтобы ускорение по оси ,изменяющей направление на обратное не превысить максимального ускорения.

[Darxton]

Look ahead просто позволяет достигнуть больших скоростей.

Ну, положим, не просто. От этой функции можно потребовать, что аппроксимирующая кривая была непрерывно дифференцируема, скажем, до 2 или даже 3-й производной. И тогда качество движения вырастет на порядок, исчезнет характерный удар при старте-останове. Что отзовется на качестве обработки и ресурсе комплектующих станка.
Можно потребовать учитывать динамические характеристики станка, скажем, с целью не превысить некое значение центробежной силы при движении по кривой при скруглении вот в таких углах(это к примеру, не знаю, зачем это может понадобиться)...

[Darxton]

А по исходному вопросу - явно ошибка. Может иметься в виду какой-то вырожденный случай, какой-то особой траектории.

[sidor094]

Можно просто либо уменьшить вдвое максимальное ускорение за счёт снижения общей скорости при изменении направления более чем на 90 градусов и получить более мягкое движение или удвоить ускорение при отсутствии поворотов более 90 градусов за счет такого же снижения скорости на поворотах более 90 градусов и получить меньшие радиусы в углах .

[sidor094]

А по исходному вопросу - явно ошибка. Может иметься в виду какой-то вырожденный случай, какой-то особой траектории.

Нет я как раз имею ввиду LOOKAHEAD .Обычный алгоритм разгона-торможения легко позволяет достигнуть безостановочного движения по сложным траекториям.LOOKAHEAD же позволяет получить только немного меньшее скругление углов.

А по исходному вопросу - явно ошибка. Может иметься в виду какой-то вырожденный случай, какой-то особой траектории.

[michael-yurov]

sidor094, совершенно не понимаю, о чем ты пишешь.
Ни одного предложения не смог понять.

[sidor094]

совершенно не понимаю, о чем ты пишешь.
Ни одного предложения не смог понять.

Попробую попонятней.Старые системы чпу без LOOKAHEAD с серводвигателями вообще работала без функций ускорений.Все ускорения осуществлялись приводами.К старым системам чпу на шаговых подключали специальный блок разгона/торможения .В системах типа MACH этот блок программный .Обычная система чпу выдаёт импульсы шагов не задумываясь о разгонах и торможениях ,сразу с требуемой частотой.Блок разгона - торожения или привод считает импульсы шагов и вычитает из них импульсы энкодера и из разности формирует управляющее напряжение для привода.Таким образом привод всегда отстаёт от координаты выдаваемой системой чпу .Чем больше разница в текущей скорости привода и скорости шагов ,выдаваемой системой чпу тем больше ускорение.Отставание выбирается так ,чтобы привод мог обеспечить ускорение при максимальном изменении скорости.Максимальное ускорение будет при смене направления движения.Соответственно при этом привод будет работать при своих предельных моментах.При остановке же привод будет работать всего лишь при половине своего предельного момента.С помощью LOOKAHEAD мы можем настроить отставание в половину меньше при этом предельный момент будет уже при остановке ,а не при смене направления.При этом скругление углов будет вдвое меньше при такх же скоростях(или такое же при удвоенной скорости)Чтобы при смене направления привод не входил в режим ограничения момента ,что привело бы к искажению траектории система чпу просматривая траекторию заранее снижает общую скорость(по всем координатам) с тем чтобы снизить момент до предельного на таких участках.

[N1X]

Попробую попонятней.

- Че-ло-век! По-про-буй еще раз. ©

[michael-yurov]

Попробую попонятней.Старые системы чпу без LOOKAHEAD с серводвигателями вообще работала без функций ускорений.Все ускорения осуществлялись приводами.К старым системам чпу на шаговых подключали специальный блок разгона/торможения

Понятно. Еще один StepMaster.

В системах типа MACH этот блок программный

Нет, там совсем другая логика работы.

Обычная система чпу выдаёт импульсы шагов не задумываясь о разгонах и торможениях

Какая-то необычная система для 2015 года.

При остановке же привод будет работать всего лишь при половине своего предельного момента.

Не факт. Тут зависимость не линейная.

С помощью LOOKAHEAD мы можем настроить отставание в половину меньше при этом предельный момент будет уже при остановке ,а не при смене направления.

Вот здесь я не понимаю - каким боком Look Ahead?
Что реально произойдет, когда нужно пройти угол в 179°, и при чем здесь Look Ahead?

Ну и опять же про половину - тут зависимость тоже не линейная.

При этом скругление углов будет вдвое меньше при такх же скоростях

Опять же ошибка про "вдвое меньше" и про удвоенную скорость (к вопросу отношения не имеет, но, просто вспомни чему равна кинетическая энергия при прямолинейном движении).
Ты, вообще, "скругление" в чем измеряешь?

что привело бы к искажению траектории система чпу просматривая траекторию заранее снижает общую скорость(по всем координатам) с тем чтобы снизить момент до предельного на таких участках.

На каких участках, и на сколько снижает?
Я так понимаю - чем больше угол изменения траектории - тем сильнее снижает скорость. Так, чтобы при угле в 90° скорость упала до нуля (правда, я так и не понял, если ускорение системой не учитывается - то какая разница, до скольки упала скорость, если она мгновенно увеличится до требуемого значения).

И главное - при чем здесь Look Ahead?

[sidor094]

Нет, там совсем другая логика работы

Какая может быть логика кроме программной?

Какая-то необычная система для 2015 года.

Я как раз имел ввиду старые системы.

Не факт. Тут зависимость не линейная.

Только при линейной зависимости скорости привода от отставания будут правильные скругления углов и отсутствие криволинейности траектории при одновременном разгоне нескольких осей.

Вот здесь я не понимаю - каким боком Look Ahead?
Что реально произойдет, когда нужно пройти угол в 179°, и при чем здесь Look Ahead?

Если мы настроили привод на предельныи момент при ускорении от максимальной скорости до нулевой то при ускорении от максимальной скорости до минус максимальной скорости ускорение должно быть в два раза большим.Соответственно будет ограничение по моменту и ,соответственно искажение траектории.

Опять же ошибка про "вдвое меньше" и про удвоенную скорость (к вопросу отношения не имеет, но, просто вспомни чему равна кинетическая энергия при прямолинейном движении).
Ты, вообще, "скругление" в чем измеряешь?

Например если максимальной скорости соответствует отставание на 100 тиков чпу то при изменении направления (для простоты возьмём скорость по остальным осям неизменной хотя как правило это не так)Координата остановится при нулевом отставании что как раз будет соответствовать радиусу в 100 тиков.

каких участках, и на сколько снижает?
Я так понимаю - чем больше угол изменения траектории - тем сильнее снижает скорость. Так, чтобы при угле в 90° скорость упала до нуля (правда, я так и не понял, если ускорение системой не учитывается - то какая разница, до скольки упала скорость, если она мгновенно увеличится до требуемого значения).

На каких участках, и на сколько снижает?
Я так понимаю - чем больше угол изменения траектории - тем сильнее снижает скорость. Так, чтобы при угле в 90° скорость упала до нуля (правда, я так и не понял, если ускорение системой не учитывается - то какая разница, до скольки упала скорость, если она мгновенно увеличится до требуемого значения).

Это уже зависит от алгоритма Look Ahead .Главное чтобы ускорение по координате не превысило предельное.