关于运动控制中圆弧过渡的简单演示（C++实现）（速度前瞻一）

最新推荐文章于 2025-11-22 13:10:19 发布

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本文探讨了运动控制中两条直线间采用圆弧过渡减少冲击的方法，详细介绍了未开启速度前瞻时速度曲线的冲击问题，并通过C++代码示例展示了如何在90度转角实施圆弧过渡。

简单的研究了一下运动控制中的两条直线之间的圆弧过渡的情况,在运动控制中，按照两条成角度的直线走插补，一般的控制卡在没有开启速度前瞻之时，会在拐角处减速至0，以减小因为速度方向的改变所造成的冲击。如果发生冲击不仅会对运动的精度造成影响，同时也会损伤电机或者机械传动部分，这种影响在精度要求比较高的机床系统更为明显，因为高精度的机床系统对所处环境中的震动十分敏感。
在没有开启速度前瞻的情况下，存在直线转角衔接点时，其速度曲线大概如下：
在这里插入图片描述
图一：运动轨迹

图二：未开启速度前瞻时的速度与加速
(注：以上两图取自博文：基于S型曲线的连续多段曲线插补平滑过渡的规划算法（Matlab）)
由上图可见这种冲击还是比较明显的。所以必须予以消除，也就是要开启速度前瞻功能，在两条线段相交的拐角处使用曲线或者圆弧来过渡。
具体示例：
设定两条线段，第一条线段起点（0，0），终点（100，100）.
第二条线段起点（100，100），终点（110，90）。
这两条线段之间的夹角为90度。
以这两条线段为运动轨迹，明显的会在点（100，100）处形成速度的冲击点。所以可以使用一个圆弧在两条直线之间进行过渡。为了叙述方便，相关的公式不一一描述，只给一个参考的网址：https://blog.youkuaiyun.com/qq_26565435/article/details/98789361?ops_request_misc=%7B%22request%5Fid%22%3A%22158311037219195162559136%22%2C%22scm%22%3A%2220140713.130056874…%22%7D&request_id=158311037219195162559136&biz_id=0&utm_source=distribute.pc_search_result.none-task
上文中有对相关公式的简单描述，也并不麻烦。
我使用的是一个半径为0.5*√2的圆弧，其C++的求的圆弧的过程如下。

#include "stdafx.h"
#include <fstream>
#include <iostream>
#include <math.h>
#include <Windows.h>

using namespace std;
double x[100];
double y[100];             //100个点用来缓存数据
double  specx;
double  specy;
double endx=100;
double endy=100;
double startx;
double starty;
double interval=0.005;      //插补的间隔
double tempRadius=0.5*sqrt(float(2));   //圆弧半径    
double tempspecx;
double Plan(double radiu)   //开始处理点
{
   
   
 double temp;
 temp=endx-radiu/(interval*sqrt(float(2)))*interval;