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运动控制算法核心技术剖析：轨迹规划与插补技术

共计 30 章节
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01
运动控制概述
运动控制系统的定义 · 发展历程 · 核心应用领域（数控机床
运动控制概述运动控制系统的定…
02
轨迹规划基础
轨迹规划的定义 · 任务分解（路径规划+速度规划） · 评价指标（时间最优
轨迹规划基础轨迹规划的定义
03
坐标系与变换
关节空间与笛卡尔空间 · 齐次变换矩阵 · 正逆运动学基础
坐标系变换
04
梯形速度规划
梯形速度曲线的数学模型 · 加速/匀速/减速三段式 · 参数计算（加速度
梯形速度规划梯形速度曲线的数…
05
S形速度规划
S形曲线的7段式结构 · 加加速度（Jerk）约束 · 时间参数计算
S形速度规划S形曲线的7段式…
06
多项式插值
三次多项式插值 · 五次多项式插值 · 高阶多项式插值的优缺点
多项式插值三次多项式插值
07
B样条曲线插值
B样条的定义 · 控制点与节点向量 · 均匀与非均匀B样条
B样条曲线插值B样条的定义
08
NURBS曲线插值
NURBS的定义 · 权重的作用 · 与B样条的关系
NURBS曲线插值
09
直线插补
逐点比较法 · 数字积分法（DDA） · 直线插补的误差分析
直线插补逐点比较法
10
圆弧插补
逐点比较法圆弧插补 · DDA圆弧插补 · 终点判别与象限处理
圆弧插补逐点比较法圆弧插…
11
空间直线与圆弧插补
三维空间直线插补 · 空间圆弧的参数化 · 坐标变换方法
空间直线圆弧插补
12
前瞻控制
前瞻距离的计算 · 速度前瞻与加速度前瞻 · 拐点速度规划
前瞻控制前瞻距离的计算
13
速度规划中的约束
运动学约束（速度 · 加速度 · 加加速度）
速度规划约束
14
时间最优轨迹规划
基于bang-bang控制的时间最优 · 考虑约束的优化方法 · 数值求解思路
时间最优轨迹规划bang-bang
15
能量最优轨迹规划
能量消耗模型 · 基于优化的轨迹生成 · 代价函数设计
能量最优轨迹规划能量消耗模型
16
实时插补技术
插补周期的概念 · 粗插补与精插补 · 实时性要求与实现方法
实时插补技术插补周期的概念
17
加减速控制算法
指数加减速 · 三角函数加减速 · 柔性加减速
加减速控制算法指数加减速
18
多轴协同控制
电子齿轮 · 电子凸轮 · 主从同步
多轴协同控制电子齿轮
19
连续轨迹控制
路径段间的过渡策略 · 拐角圆弧过渡 · 样条过渡
连续轨迹控制路径段间的过渡策…
20
机器人轨迹规划
关节空间轨迹规划 · 笛卡尔空间轨迹规划 · 奇异点规避
机器人轨迹规划关节空间轨迹规划
21
数控系统插补技术
CNC插补器架构 · 参考脉冲法 · 数据采样法
数控系统插补技术CNC
22
激光加工轨迹规划
激光切割路径优化 · 飞行光路补偿 · 加减速对加工质量的影响
激光加工轨迹规划激光切割路径优化
23
3D打印轨迹规划
填充路径生成 · 轮廓偏置 · 螺旋路径
3D打印轨迹规划填充路径生成
24
视觉引导轨迹规划
视觉定位与轨迹生成 · 动态路径调整 · 手眼标定基础
视觉引导轨迹规划视觉定位
25
轨迹平滑与滤波
低通滤波 · 卡尔曼滤波 · 移动平均
轨迹平滑滤波
26
碰撞检测与避障
基于包围盒的碰撞检测 · 空间分割法 · 势场法避障
碰撞检测避障
27
轨迹优化算法
遗传算法在轨迹优化中的应用 · 粒子群算法 · 梯度下降法
轨迹优化算法遗传算法
28
实时操作系统与轨迹规划
RTOS的任务调度 · 中断处理 · 时间确定性对插补的影响
实时操作系统轨迹规划
29
轨迹规划仿真与验证
MATLAB/Simulink仿真 · Python仿真框架 · 可视化与数据分析
轨迹规划仿真验证
30
工程实践与案例分析
典型数控系统轨迹规划案例分析 · 机器人焊接轨迹规划案例 · 调试经验与常见问题
工程实践案例分析