电机运动模式

电机的运动模式

速度模式

需要参数

  加速度 $a(rps/s)$、减速度 $d(rps/s)$、匀速 $V_{max}(rps)$、运行时间 $t(ms)$(可选)。

运动

  没有指定运行时间时，电机需要收到停止信号后停止，无论是在加速还是匀速阶段，都需要以指定减速度减速停止。为什么不是立即快速停止？因为这个是控制指令，不是急停。
  指定运行时间后，有两种情况：

1. 运行时间足够，存在完整的加速段、匀速段、减速段。
2. 运行时间不足，不存在匀速段，没有加速到匀速时就需要减速，需要保证加速度和减速度符合指令， 加减速切换时间 $t_{ad} = d / (a+d)\cdot t$ 。

位置模式

需要参数

  加速度 $a(rps/s)$、减速度 $d(rps/s)$、匀速 $V_{max}(rps)$、目标位置 $x(rev) / x(mm)$、电子齿轮比(可选)。

  rev :一圈、2π(rad)、360°。

  如果设置了电子齿轮比，目标位置的单位会设置为毫米(mm)，电子齿轮比 = 直线位移位置(mm) / 机械角度位置(2π(rad)、360°、一圈)。

  无论是角度位置还是直线位移位置，都支持增量式和绝对式目标位置设定，(增量式：目标位置为当前位置的增量，绝对式：目标位置为绝对位置)。

软件限位

  转动限位：

1. 限制圈数，由零点开始，限制转动圈数(rev)。
2. 限制角度，将旋转电机当舵机使用。如限制再 45~145度之间,则电机只能在 45~145度(不能等于限位，只能小于)之间摆动。此设置为特殊情况，一般不会使用。

  直线限位：

  限制位移，由零点开始，限制位移，如设置限位为 -20mm~520mm，此时电机运动范围可设置为 0mm ~ 500mm。此限位会由电子齿轮比参数转换为圈数限制，使用者不用考虑转换。

运动

1. 位移距离足够
     运动存在加速段、匀速段、减速段。加速位移 $x_a = \frac{V_{\max}^2}{2a}$ ，减速位移 $x_u = \frac{V_{\max}^2}{2d}$ 。
2. 位移距离不足
     运动存在加速段、减速段。切换位置点 $x_{ad}=\frac{d}{a+d}\cdot x$
     此时能达到的最大速度 $V_{ad}=\sqrt{2a\cdot\frac{d}{a+d}\cdot x}$

加减速曲线

T形

  速度曲线为梯形，直线段连接，加/减速度在各自的线段内恒定。

S形

  比T形平滑，是加加速度恒定，$\mathrm{jerk} : x^{(3)}(t) = \frac{d^3x(t)}{dt^3}$

jerk 参考文件