唐志祺， 李 钰， 包怿杰， 肖家麟

（华东理工大学信息科学与工程学院，上海 200237）

工业4.0 和中国制造2025 计划推动了国内工业机器人产业的快速增长[1]。运动控制算法作为机器人控制器的核心技术，对机器人运动性能有重要影响。伺服系统的速度控制是运动控制器的重要工作，柔性控制的目的是实现速度的平稳变化，增加系统的稳定性，同时尽可能降低系统的效率损失[2]。在运动控制系统中，主要有直线（含梯形）、三角函数、指数、抛物线、S 形等加减速算法[3]，其中，S 形加减速算法因柔性最佳而受到广泛关注，但是该算法中涉及三阶多项式运算，制约了其在低端嵌入式运动控制器中的应用。

有许多国内外学者为实现柔性控制算法应用于嵌入式系统进行了深入的研究。Huang 等[4]采用数字卷积技术通过在FPGA 中嵌入软核处理器与硬件配合实现多种加减速控制算法，但该算法无法配置初始速度，并且应用软核对硬件资源损耗过大，不利于系统多轴扩展。刘鹏等[5]采用FPGA 实现了梯形加减速控制，在此基础上引入滑动滤波器思想实现了等效的S 形加减速效果，解决了加速度跳变问题，但未考虑滤波器引起的延时对系统实时性和连续性造成的不良影响。文献[6]采用查表法存储按时间间隔的转速值，实现过程简单、快速，然而查表法受采样密度影响导致容量受限，限制了S 形曲线随参数变化而变化的灵活性。蔡锦达等[7]在Cortex-M3 开发板上实现加减速柔性控制，提出了通过指针函数和动态数组进行程序设计的方法，但是该设计思路与查表法如出一辙，而且内核中定时器资源有限，不易功能扩展。……