Die häufigsten Bewegungsprofile für lineare Bewegungssysteme sind trapezisch und dreieckig. In einem Trapez -Bewegungsprofil beschleunigt das System von Null bis zu seiner maximalen Geschwindigkeit, fährt mit dieser Geschwindigkeit für eine bestimmte Zeit (oder Entfernung) und verlangsamt sich dann auf Null. Umgekehrt beschleunigt das dreieckige Bewegungsprofil von Null auf maximale Geschwindigkeit und verlangsamt sich dann sofort wieder auf Null, ohne konstante Geschwindigkeit (dh die gesamte Bewegungszeit wird verbraucht oder verlangsamend).

In Wirklichkeit ist keines dieser Bewegungsprofile besonders ideal für Bewegungssysteme - insbesondere für diejenigen, die eine reibungslose Reise, eine Genauigkeit der hohen Positionierung oder die Stabilität am Ende des Umzugs erfordern. Dies liegt daran, dass der Prozess des Beschleunigens und Verlaufs zu einem Phänomen führt, das als Jerk bekannt ist.

So wie die Beschleunigung die Änderungsrate (Derivat) der Geschwindigkeit ist, ist Ruck die Änderungsrate der Beschleunigung. Mit anderen Worten, Jerk ist die Rate, mit der die Beschleunigung zunimmt oder abnimmt. Ruck ist im Allgemeinen unerwünscht, weil es - du hat es vermutet - eine ruckartige Bewegung erzeugt. In industriellen Anwendungen wie Werkzeugmaschinen, Scara -Robotern und Abgabesystemen wechselt eine schnelle Änderung der Beschleunigung - ITRECT - das System zu vibrieren. Je höher der Ruck, desto stärker die Schwingungen. Und Vibrationen verringern die Positionierungsgenauigkeit und erhöhen gleichzeitig die Absetzzeit.

Der Weg zur Vermeidung von Jerks besteht darin, die Beschleunigungsrate oder Verzögerung zu verringern. In Bewegungssteuerungssystemen erfolgt dies durch die Verwendung eines S-Kurve-Bewegungsprofils anstelle des „ruckeligen“ Trapezprofils. In einem Trapez -Bewegungsprofil tritt die Beschleunigung sofort (zumindest theoretisch) und Idiot unendlich. Um die Menge an Ruck, die während des Umzugs erzeugt wird, werden die Übergänge zu Beginn und am Ende der Beschleunigung und Verzögerung in eine S -Form geglättet. Das resultierende Profil wird als S-Kurve-Bewegungsprofil bezeichnet.

Wenn wir das Beschleunigungsprofil für eine Trapez -Bewegung zeichnen (siehe oben), werden wir feststellen, dass es sich um eine Schrittfunktion handelt - das heißt, die Beschleunigung geht von Null bis zu ihrem maximalen Zeitraum und die Verzögerung von maximal bis null. In einer S-Kurve-Bewegung wird das Beschleunigungsprofil in Form eines Trapezs, und Beschleunigung und Verzögerung treten eher reibungslos und unmittelbar und abrupt auf.

Das S-Kurve-Profil basiert auf einem System dritter Ordnung, wodurch die Bewegungsgleichungen für Beschleunigung, Geschwindigkeit und Entfernung (Verschiebung) komplexer sind als die für Trapez-Bewegungsprofile.

Der Kompromiss bei der Verwendung eines S-Kurve im Vergleich zu einem Trapez-Bewegungsprofil ist, dass die Gesamtzeit für den Umzug mit einem S-Kurve-Profil länger ist. Dies liegt daran, dass die Rampenbeschleunigung (und die Verzögerung) länger dauern als die momentane Beschleunigung eines Trapez -Zuges. Der zeitliche Vorteil, der durch die Verwendung eines Trapez -Bewegungsprofils gewonnen wird, kann jedoch durch eine längere Absetzzeit negiert werden, da Schwingungen, die durch ein hohes Heckerlaubenniveau verursacht werden. Und weil Jerk mechanische Komponenten umfangreicher Belastung annimmt, wird typischerweise ein gewisses Glättungsmengen auf die Beschleunigungs- und Verzögerungsphasen angewendet, auch wenn ein Trapezbewegung als Grundlage verwendet wird, wodurch das Bewegungsprofil mehr S-förmiger wird.