嵌入式数控系统优点诸多,但系统资源、处理能力有限。三角函数加减速算法拥有柔性冲击小、精度高的优点,但其计算复杂,当运用在嵌入式数控系统时,难以满足系统的高实时性要求。针对这个问题,提出一种加减速算法,基于最佳平方逼近方法,利用多项式函数逼近三角函数,进而推理、构建出完整的加减速方程,随后分析算法在不同情况下的速度规划。最终对该算法进行了仿真分析并在以MCU为控制器的数控平台进行了实验,结果表明算法在保留三角函数曲线柔性的同时降低了计算复杂度,提高了加工效率。

传统数控机床中电机的运动控制采用梯形加减速、三次S形加减速控制算法,使得加速度和加加速度不连续,易对电机产生柔性冲击。采用四次S形加减速控制算法时,因计算繁琐,时间复杂度高,使得加工运行时间长。为改善这一状况,提出一种新的四次S形加减速控制算法并进行验证。结果表明:该算法能有效减少加工时间,降低加工中的柔性冲击,提高电机工作效率,延长电机的寿命和提升加工零件的质量。

研究了一种以控制冷却水温度来提高金刚石合成质量的方法。设计了DS18B20温度采集电路、通讯电路、步进电机驱动电路等硬件实现部分。采用步进电机加减速算法，实现了以STM32为控制核心的步进电机匀加减速运动。通过实验获得了冷却水流量和出水口温度与流量调节阀开度的变化关系。在时变的、非线性、纯滞后的水温控制系统中，采用了多模态PID算法，处理了复杂大惯性系统中调节速度快、超调小难以兼得的问题。实验结果表明，该系统最大超调量2．5％，控制精度可达±2℃。

研究了一种基于Android的金刚石电镀液pH值恒定控制系统，实现了电镀过程中溶液pH值恒定不变。设计了步进电机驱动电路、RS232通讯、RS485通讯等硬件部分。该系统以STM32作为微处理器，通过步进电机加减速度算法使步进电机实现匀加减速运动。在pH值实时变化的电镀液控制系统中，采用多模态PID的算法，处理了复杂系统的中调节速度快、超调小难以兼得的问题。通过实验证明，该系统能控制电镀液pH在整个电镀过程中恒定且该系统最大超调量2%，控制精度可达依0.1。