View source for Time Based Profile (Trapezoidal Acceleration)/zh-hans

{{Languages}}
= 概述 =
<font color="red">
本文档介绍了ControlStudio中的新运动分析器。 为了了解新的分析器的特性，我们首先描述当前的分析器实现。<br>
</font>

两个分析器基本上都是在路径生成期间改变状态的状态机，并且基于每个状态使用不同的公式来计算分析器输出（位置，速度，加速度）。 这些状态是：加速度增加，加速度饱和，加速度减小，零加速度。可以在运动期间重复一些状态（例如，加速状态，然后是减速状态），并且可以完全省略一些状态（例如，在短暂运动中为零加速）。<br>

这两个分析器之间的主要区别是状态选择算法，即系统从一个状态切换到另一个状态的条件。当前的实现（自版本4.5.25起的固件）主要以速度为基础。这意味着当前速度值是分析器切换到另一状态的主要标准。然而，速度值还不够，因此还要使用附加的内部变量：相位角，目标距离，分析器状态。

[[Image:AXY-Velocity Based profiler.jpg|thumb|''Illustration 1: Velocity Based Profiler'']]
[[Image:AXY-Time Based Profiler.jpg|thumb|''Illustration 2: Time Based Profiler'']]

新的分析器（自版本4.5.25起）具有仅基于一个变量（当前时间）的状态变化条件。 离线预计算（这两个分析器都是共同的）将预先计算每个状态的切换时间，这将在状态改变时给出一个简单的条件。

这种方法比基于速度的分析器提供了一些好处。 其中之一是采用[[Safe Superposition (SP) blending| safe SP blending feature.]]

{| class="prettytable" border = 1
| 
| 基于时间的分析器
| 基于速度的分析器

|-
| RTK load
| 非常小，因为没有检查制动距离
| 在每个采样中检查制动距离。

|-
| 时间离散化 - 样本落在不同阶段之间
| 无，因为（p，v，a）值仅在当前时间值上计算
| 我们需要分别计算每个阶段，然后减去

|-
| 轻松在线改变目标点
| 需要全部重复预计算
| 由于制动距离总是被检查，所以它相对来说比较麻烦。

|-
| 时间驱动事件（即，在特定时间实例（在达到目标点之前）定义事件）
| 一个简单的内置功能
| 非常不便于实施，因为我们实际上不知道运动的总执行时间

|-
| 总执行时间的预测（例如，在SP混合中，防止第二运动在第二次完成之前进入）
| 一个简单的内置功能
| 非常不便于实施，因为我们实际上不知道运动的总执行时间

|}

= 实施细则 =
== 语言接口 ==

系统原本只支持两种类型的运动曲线：正弦加速度（SA）和梯形加速度（TV）。用户通过定义平滑因子选择运动曲线：0 - TV，其他一切都是SA配置文件。这是非常直观的，因为梯形加速度（TV）是用户可以选择的最不平滑的配置文件（种类简单）。但是，这对于定义其他配置文件类型非常不方便。 因此引入了新的属性:<br> <ELEMENT>.[[AXY:MC-Basic:group.PROFILERTYPE| PROFILERTYPE]]

== 分析器特性 ==
[[Image:AXY-SA vs TA jerk profile.png|thumb|''Illustration 3: SA vs TA jerk profile'']]

第一个基于时间的分析器实现的是梯形加速度曲线。 基于时间的分析器提供平滑的速度和位置曲线（“S”曲线）。 与正弦加速度曲线相比，该曲线对于相同的加速度具有减小的加加速度值，并且在加速度曲线中具有一个更多的加加速度不连续点。 然而，考虑到加加速度值也大约降低了三倍（3.14倍），可以假设两个曲线基本相同。 将TA转换为TV是通过减少加速度增加时间到比运动采样时间更短来完成的，与SA轮廓相反，这种变换有时默认地进行（加速时间小于5个样品）。 在该曲线类型中，通过J / A> T保证速度平滑度。

[[File:AXY;Trpeze Accleration Profile.jpg|''Illustration 3: Trapezoidal Acceleration Profile'']]


=== 反作用: ===

''所提出的轮廓（TA）不能具有'''非零的初始和/或最终速度'''。 此约束对ProfileType = 2的使用造成以下限制:<br/>'' 

* VORD变更的执行将推迟到改变之后输入的第一个运动，即速度指令'''没有在线变化'''。

* 此运动曲线不允许使用StartType'''即时或快速立即的动作'''。

* 在SP-混和模式下，添加一个'''阻止在第二个动作完成之前进入第三个动作'''的功能将比较简单。

* 新的分析器'''允许在运动结束之前引入时间事件。'''

* 连接（Vfinal≠0） - '''不可能'''，因为这种类型的分析器不接受非零的初始和/或最终速度。<br/> 

* BlendingMethod= 1（连续路径）和（PrfType = 2），'''不起作用'''。 在这种情况下，混合在曲线跟随模式下完成，其中只有一个运动执行该曲线规划，而另一个运动跟随它:

* BlendingMethod = 2 (Super-Position)完全可操作

* BlendingMethod = 3 (AI) 功能齐全，独立于所选的分析器类型。

= 新的混合属性  =
* [[AXY:MC-Basic:group.CURRENTTIME| CurrentTime ]]

* [[AXY:MC-Basic:group.TOTALTIME| TotalTime ]]

* [[AXY:MC-Basic:group.BLENDINGSTARTCONDITION| BlendingStartCondition ]]

* [[AXY:MC-Basic:group.BLENDPROTECTED| BlendProtected ]]



<center>
<gallery>
Image:AXY;BF50BP50.png|''Illustration 4: BlendingFactor = 50 BlendProtected = 0''
Image:AXY;BF50BP60.png|''Illustration 5: BlendingFactor = 50 BlendProtected = 60''
Image:AXY;Blending Protected.jpg |''Illustration 6: BlendProtected = 40 and BlendProtected = 0 ''
Image:AXY;Blending Start Condition.jpg |''Illustration 7: BlendingStartCondition=0 and BlendingStartCondition=1''
</gallery>
</center>

= 编码问题 =
基于时间的分析器将具有三个不同的功能部分，这与我们目前使用默认基于速度的分析器相同:

* 预先计算，其中给定的速度，加速度和加加速度的用户参数被转换成实际操作值的部分。

* 实时执行器是每个采样时间和产生下一个三个一组 ''（位置，速度，加速度） ''。

* '''反向分析器'''功能，根据分析器路径中给定的位置计算内部分析器参数的例程。在基于速度的轮廓中，这个功能是有意义的。在基于时间的配置文件中，这个功能要简单得多，并且将以这种形式<math>t = Profiler^{-1} (p)</math>。此功能在实现SP混合的BlendProtected功能方面至关重要。

[[Image:AXY;Full Trapeze Acceleration Profile.png|thumb|''Illustration 4: Trapezoidal Acceleration Profile, possibility of "inverse profiler"'']]

= 参见 =
* [[Safe Superposition (SP) blending| Safe SP blending]]
* [[AXY:Blending| Blending Behavior]]

[[Category:Motion Control]]

--[[User:Miboric|Mirko]] 08:22, 20 December 2010 (CET)