CN101939711B - 用于路径规划装置的加加速度受限的轨迹规划的***和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于实时生成运动轮廓的***，该***包括处理器。该处理器将移动拆分为第一阶段和第二阶段。第一阶段包括命令移动朝向恒定速度段，而第二阶段包括在移动进行期间计算成功达到终止条件所需的加加速度值。处理器还传送基于运动轮廓的命令信号并计算第二阶段必须采取控制以到达目标位置的点。该***还包括用于移动的受控设备和接收命令信号的至少一个输入/输出模块。本发明还涉及一种用于实时生成运动轮廓的方法。

Description

用于路径规划装置的加加速度受限的轨迹规划的***和方法
技术领域
本文公开的主题大致涉及自动运动控制器，更具体地涉及加加速度受限的轨迹规划。
背景技术
路径规划装置或路径生成装置通常包括运动控制器。路径规划装置用来控制需要运动的机械设备并确定机械设备中受控元件的移动。采用路径规划的机械设备用于各种工业***中，诸如制造、组装、包装和其它能力。例如，伺服马达是此类装置的一种。其它马达可控制诸如钻头或机械臂的元件的移动。
路径生成装置使用各种运动路径算法以及离散时间控制器来提供路径轮廓(path profile)。路径轮廓基于特定的运动参数。特定的运动参数可包括以下命令输入：终止位置、最大速度、最大加速度、最大减速度和命令加加速度。移动的初始条件由路径规划装置的初始状态确定，所以初始位置、初始速度、初始加速度和初始加加速度也是已知的值。
将加加速度定义为加速度的变化率或加速度斜率。因此，加加速度为加速度的导数并且在许多需要平稳起动的应用中是一个重要的变量。根据加速度、减速度和速度约束生成从初始位置到最终位置的恒定加加速度路径的运动方程是众所周知的。因此，上述已知的值以及运动方程形成方程组，该方程组随后可被解出以获得所需的轨迹。
可基于已知/未知变量在执行任何运动之前解出相关的运动方程。该方法确实能够得到解，但其需要不适合实时执行的复杂计算。此外，在许多情况下，复杂的解导致不能得到闭合形式。
因此，需要一种用以生成满足初始和最终条件同时不超过编程极限值的基于时间的轮廓的方法，并提供可在实时控制器中解出的解集。
发明内容
按照本发明的一个实施例，一种用于实时生成运动轮廓的***包括处理器。该处理器配置成将移动拆分为第一阶段和第二阶段。第一阶段包括命令移动朝向恒定速度段，而第二阶段包括在移动进行期间计算成功达到终止条件所需的加加速度值。
在本发明的另一实施例中，一种用于实时生成运动轮廓的***包括处理器。该处理器配置成传送基于运动轮廓的命令信号，将移动拆分为第一阶段和第二阶段，并计算第二阶段必须采取控制以到达目标位置的点。该***还包括配置成接收命令信号的至少一个输入/输出模块以及用于移动的受控设备。
在本发明的另一实施例中，一种用于实时生成运动轮廓的方法包括将移动拆分为第一阶段和第二阶段。第一阶段包括命令移动朝向恒定速度段，而第二阶段包括在移动进行期间计算成功达到终止条件所需的加加速度值。
附图说明
以下参照附图进行详细描述，在附图中：
图1是根据本发明的一个实施例的执行路径规划的控制***的示意图。
图2是示出了通过图1的控制***用于本发明的一个实施例中的基本移动类型的七段的叠式图。
图3是显示了贯穿七段的共同的时间标尺上路径命令与时间的关系的叠式图。
图4是显示了贯穿段1-3的共同的时间标尺上路径命令与时间的关系的叠式图。
图5是显示了不存在段2和6的共同的时间标尺上路径命令与时间的关系的叠式图。
图6是显示了具有新移动命令的共同的时间标尺上路径命令与时间的关系的叠式图。
图7是显示了具有超出编程极限值的新移动命令的共同的时间标尺上路径命令与时间的关系的叠式图。
图8是显示了贯穿段5-7而不存在段6的共同的时间标尺上路径命令与时间的关系的图示。
具体实施方式
本发明的一个实施例涉及一种***和方法，其用于生成可被实时解出并且还满足初始和最终条件同时不超过编程极限值的基于时间的运动轮廓。极限值可为最小值或最大值或其结合。
现参照图1，根据本发明的一个实施例示出了用于路径规划的可编程自动控制器(PAC)型运动***1的框图。PAC***1包括PAC***型运动控制器9、PAC***型运动模块(PMM)光纤端子排5和由微处理器子***3组成的(PMM)母板2。也可使用处理器***。PMM母板2还包括若干包括路径生成器4的子***。路径生成器4是在专门用于路径规划的微处理器3上运行的固件子***。支持PMM母板2的功能的其它固件子***包括通信总线6，诸如PCI底板驱动器、状态机、命令处理、命令接口、伺服控制，以及其它相关的硬件支持功能。
PAC***1可包括用于从设备接收各种状态、警报或输入信号的多重I/O模块7。I/O模块7联接到输入和输出设备。尽管在图1中仅示出一个I/O模块，但PAC***可包括多个I/O模块，例如，用于与马达交互的I/O模块。
PAC运动***还包括PMM伺服控制板8。伺服控制板8可为收容在运动控制模块(PMM)内部的子板。例如，伺服控制板8用作用于机械设备如机械臂的受控元件的运动控制器。
处理器3执行包括路径生成和路径跟随的各种主要功能。路径生成是指在初始位置与目标位置之间实时产生命令轨迹。路径跟随是指马达的控制，其用于实现诸如可定位的部件和受控元件的设备按照希望的轨迹移动。
初始位置与目标位置之间的最佳时间路径是利用用户编程的命令加加速度值的路径。然而，跟随最佳时间路径并不适合于实时应用。为了跟随最佳时间路径，当处理设备必须执行命令加加速度值以到达目标位置时其必须计算沿路径的精确时间。如果计算出精确时间，则知道理想轨迹并且可跟随它。找出整个移动的精确时间需要解决在许多情形中并不产生闭合形式解的复杂的计算。
在本发明的一个实施例中，处理器3利用将移动拆分为两阶段的两阶段轨迹生成方法。为了实时地尽可能接近地跟随最佳时间路径，处理器3使用用户指定的命令加加速度值直到第二阶段开始为止。在命令任何运动之前，处理器3在移动进行期间为每个采样周期计算达到终止条件所需的加加速度值。同样，在移动进行期间，将用于加加速度的命令值与计算出的对于当前采样周期达到终止条件所需的加加速度值进行对比并与计算出的对于下一采样周期达到终止条件所需的加加速度值进行对比。当加加速度的命令值Jc位于计算出的当前采样周期的加加速度值Jn与计算出的下一采样周期的加加速度值Jn+1之间时，在时间n执行的加加速度值为Jn。这就是移动的第二阶段开始的时间。
结果，运动轮廓尽实时地可能接近地跟随最佳时间路径而不会超过编程极限值或超出用户指定的输入命令值。运动轮廓展现出到达已知目标位置的最短时间路径，其中减速度(或加速度)在采样周期上开始。取决于终止条件，达到终止条件的加加速度值可代表减速至较低速度的减速度或加速至较高速度的加速度。
基于在移动开始前生成的运动轮廓，处理器3传送用于执行已知初始位置与已知目标位置之间的移动的命令信号。I/O模块7从处理器3接收命令信号。
现参照图2的叠式图，示出了使用两阶段方法生成的共同时间标尺上路径命令与时间的关系。图2还示出了其中需要七段来完成移动的基本移动类型。具体而言，该七段包括来自第一阶段的三段、恒定速度段、以及来自第二阶段的三段。
在恒定加加速度模式中，加加速度曲线或轮廓20在各段1-3中保持恒定命令值。移动的第二阶段始于段5的起始处。特别地，移动继续经过恒定速度段(段4)，直到命令加加速度值Jc大于计算出的当前采样周期的加加速度值Jn，但小于计算出的下一采样周期的加加速度值Jn+1为止。在第二阶段的起始处(段5)，在时间n，处理器3执行Jn作为加加速度值。
如图2所示，加加速度曲线20在采样时间n并贯穿段5的持续时间具有值Jn。段5、6和7的加加速度的值将总是小于或等于命令值。在该示例性情形中，达到终止条件所需的加加速度值代表减速至较低速度的减速度。
在图2中，加速度曲线22展现出与贯穿移动的加加速度曲线20相对应的加速度并在段2中达到其最大值。速度曲线24展现出与贯穿移动的加加速度曲线20和加速度曲线22相对应的速度。速度在段4中达到其最大值。受控设备的位移由位移曲线26示出，其对应于加加速度轮廓20、加速度轮廓22和速度轮廓24。
具有恒定速度段的两阶段移动是由于其中所有未受控变量达到最大值的点对点移动而得到的。速度、加速度和减速度全部达到它们的最大值。表1描述了各段及其独特的方面。
表1
  段号   描述
1   利用指定的加加速度来控制加速度率的增加的恒定加加速度段。一旦达到最大恒定加速度并且加加速度变为零段，或需要减小加速度率以满足希望的终止条件，该段便终止。
2   零加加速度/恒定加速度段，其中恒定加速度为供应的最大值。当需要命令恒定加加速度来减小加速度以达到用户指定的最大速度或小于移动达到希望的终止条件所需的最大值的值时，该段终止。
3   利用指定的加加速度来控制加速度率下降的恒定负加加速度段。一旦加速度和加加速度为零并且达到指定的最大恒定速度或满足达到终止条件所需的峰值速度，该段便终止。
4   零加加速度、零加速度和恒定速度段。当需要命令负恒定加加速度减速以到达希望的位置时，该段终止。
5   利用指定的加加速度来控制减速度率的增加的恒定负加加速度段。一旦达到恒定减速度并且加加速度变成零或需要减小减速度率以满足希望的终止条件，该段便终止。
6   零加加速度、恒定减速度段，其中供应恒定减速度。当需要命令加加速度减小减速度率以达到希望的终止条件时，该段终止。
7   利用指定的加加速度来控制减速度率的下降的恒定加加速度段。一旦移动达到希望的终止条件，该段便终止。
在本发明的一个实施例中，处理器3利用恒定加加速度模式来计算运动轮廓。在这种情形中，加加速度为受控变量，而加速度和速度为不会被超过的最大值。为了简化路径规划算法，处理器3在移动进行的同时计算成功地满足终止条件所需的加加速度值。这也称为减速度解。然而，取决于终止条件，达到终止条件所需的加加速度值可代表减速至较低速度的减速度或加速至较高速度的加速度。
在该两阶段轨迹生成方法中，第一阶段命令移动到达恒定速度段。第二阶段恒定地监测移动进度以确定减速度必须起动以到达目标位置或希望的最终条件的点。第一阶段用来规划初始运动。因此，仅需在新命令到达的采样周期上执行第一阶段计算。运行第二阶段以确定第二阶段采取控制以达到终止条件的时间。
虽然希望在命令移动的初始采样周期上既运行第一阶段又运行第二阶段计算，但并不作此要求。为了平衡处理负荷，处理器3可将对第一阶段计算和第二阶段计算的处理划分在多个采样周期上。只在初始采样周期要求移动就在该周期上开始第二阶段时，该处理的划分才影响希望的路径。这是很微小的影响，并且在许多情形中，得到的性能改进使其是值得的。然而，由于路径规划装置必须能够处理初始条件已经经过第二阶段必须采取控制的点的移动，所以需要额外的固件。
第一阶段命令运动到达段4(恒定速度段)。处理器3在第一阶段中不考虑段5-7。因此，处理器3使用命令值来计算在最大命令速度(段4的起点)完成的移动。虽然该运动轮廓可能在第二阶段开始之前不会到达段4，但依然大幅降低了算法的复杂性。
第二阶段监测第一阶段以确定何时需要减速或加速以达到希望的终止条件。因此，当前执行的移动用作减速度方程的初始条件。由于处理器仅需解出段5、6和7，所以这大幅降低了减速度方程组的复杂性。
当非受控变量和/或初始条件产生某些段不再为时间最佳解所需的解时，移动需要的段小于七个。因此，处理器3可无需计算或使用所有段以在最小的时间量内成功地完成移动。此外，第二阶段可在第一阶段开始后的任何时间开始，甚至早在移动处于段1中时开始。
加加速度、速度、加速度和减速度的输入命令值被用户指定为绝对值。然而，命令值的大小在移动期间并非都是正值。因此，微处理器3将正确的符号赋予输入命令值。
为了将正确的符号赋予输入值，处理器3将当前条件与命令位置进行对比。如果命令位置大于初始位置，则速度为正，加速度为正，减速度为负，且初始加加速度为正。在图2中，位移曲线26跟随命令位置大于初始位置的轮廓。相反，图3的叠式图显示了初始位置大于位移曲线36的终止位置的示例性情形。处理器3将相反的符号赋予命令值。因此，速度为负，加速度为负，减速度为正，且初始加加速度为负。
图3是显示了共同的时间标尺上路径命令与时间的关系的叠式图。在图3中，需要七段完成移动。与图2相似，该七段包括来自第一阶段的三段、恒定速度段、以及来自第二阶段的三段，但段1中加加速度的命令值为负。
图3的第二阶段始于段5的起点。特别地，移动继续经过恒定速度段(段4)，直到命令加加速度值Jc大于计算出的当前采样周期的加加速度值Jn，但小于计算出的下一采样周期的加加速度值Jn+1为止。在第二阶段的起始处(段5)，在时间n，处理器3使用Jn作为加加速度值。
如图3所示，加加速度曲线20在采样时间n并贯穿段5的持续时间具有值Jn。段5、6和7的加加速度的值将总是小于或等于命令值。在该示例性情形中，达到终止条件所需的加加速度值代表加速至较高速度的加速度。
同样在图3中，加速度曲线32展现出与段1的加速度值为负的加加速度曲线30相对应的加速度。速度曲线34展现出与段1的速度值为负的加加速度曲线30和加速度曲线32相对应的速度。
处理器3还将正确的符号赋予加加速度值。对于以零初始条件开始的所有移动而言，段1中加加速度的符号将与段3中的符号相反。然而，在存在非零初始条件的情形中，段1和段3中的加加速度的符号可能相同。可使用运动算法来确定加加速度、速度、加速度和减速度的正确的符号。
图4中的示例性情形是显示了在移动的第一阶段中段1-3中共同的时间标尺上路径命令与时间的关系的叠式图。加加速度曲线40在各单独的段中保持恒定值。段1和3中的加加速度的大小相等。加速度曲线42展现出与加加速度曲线40相对应的加速度并在段2中达到其最大值。速度曲线24在段1-3中展现出与加加速度曲线40和加速度曲线42相对应的速度。
如图4所示并通过曲线42示出，初始加速度值大于命令加速度值。这里，路径生成装置的第一动作是减速至最大加速度值。这产生了段1和3中加加速度的符号相等的情况。
如前文所述，路径规划装置可要求也可不要求所有段1-7来成功地完成移动。处理器3确定完成移动所需的离散时间段的数量。在第一阶段中，路径规划装置确定需要段1-3中哪些。未计算段4，因为其被视为第一阶段的终止条件。如果运动轮廓到达段4，则处理器3照常继续取样。当应当改变加加速度值以达到终止条件时，第二阶段起作用。
返回参照第一阶段，使用已知的运动方程，处理器3解出达到终止条件(段4的开始)所需的峰值加速度。处理器3将峰值加速度与移动所允许的最大加速度进行对比。如果峰值加速度小于最大允许的加速度，则不需要段2。如果峰值加速度大于最大允许的加速度，则需要第二段来限制峰值加速度。
如上所述，在命令任何运动之前，处理器3为每个采样周期计算完成移动的第一阶段所需的解。为了简化路径规划算法，在第一阶段中，处理器3命令运动到达段4。在第一阶段中，将段4的起点视为其移动的终止条件。
在一些情形中，不需要段2来完成移动的第一阶段。图5示出了当不需要段2时的示例性情形。图5是显示了共同的时间标尺上路径命令与时间的关系的叠式图。图5的运动轮廓包括来自第一阶段的两段、恒定速度段、以及来自第二阶段的两段。在图5中，不需要段2，因为曲线54的最大速度太低而不允许在需要将加速度减为零之前达到最大加速度以达到并维持最大希望速度(段4)。在曲线52中，所达到的峰值加速度小于最大允许的加速度。
在加速度曲线52的段1中，加速度率增加，而在段3中，加速度率下降。因此，加速度曲线52跟随来自段1-3的三角形加速度轮廓。加速度曲线52跟随三角形轮廓，因为处理器3执行最短路径而不会超过任何约束。受控设备的位移由位移曲线56示出，其对应于加加速度轮廓50、加速度轮廓52和速度轮廓54。
同样如图5所示，第二阶段始于段5的起点。特别地，移动继续经过恒定速度段(段4)，直到命令加加速度值Jc大于计算出的当前采样周期的加加速度值Jn，但小于计算出的下一采样周期的加加速度值Jn+1为止。在第二阶段(段5)开始后，在时间n，处理器3使用Jn作为加加速度值。
加加速度曲线50在采样时间n并贯穿段5的持续时间具有值Jn。段5、6和7的加加速度的值将总是小于或等于命令值。在该情形中，不需要段6来达到移动的终止条件，因此没有示出。在图5中，达到终止条件所需的加加速度值代表减速至较低速度的减速度。
相反，当最大速度足够大以致达到最大加速度时，需要所有段1、2和3来完成移动的第一阶段。换言之，移动需要恒定加速度段(段2)来达到命令速度。
在图6所示的示例性情形中，需要所有三段1、2和3来完成移动的第一阶段。图6是显示了共同的时间标尺上路径命令与时间的关系的叠式图。在这种情形中，在进行的移动被用户指定的新移动命令放弃。新移动命令不超出移动的编程极限值。受控设备的位移由位移曲线66示出，其对应于加加速度轮廓60、加速度轮廓62和速度轮廓64。
在移动的段2期间，接收新输入命令值，其给出绝对值为100的加速度。在加速度曲线62中，该段2的加速度具有大于新命令加速度的值。因此，移动必须减速至该新最大加速度。另外，移动必须为加加速度受限的并达到希望的最大速度。
新加加速度命令对运动特征的影响可在加速度曲线62和速度曲线64中看出。加速度曲线62减速以达到新最大加速度。处理器3执行新命令加加速度值并经历另一个段1，从而再次开始第一阶段。这允许移动从加速度值200减速至新最大加速度值100。虽然加速度曲线62处于最大恒定加速度，但速度曲线64线性增加至希望的最大速度。
在另一示例性实施例中，处理器3可在现行的移动期间减小加加速度。可执行减小最大加加速度并使最大加速度置为当前值或减小它的命令。在这种情形中，移动有问题。为了使用该新加加速度值，要求移动超过最大速度。处理器3不会超出编程极限值，例如，诸如最大速度或其它最大值。
因此，需要当前加加速度值在不过调的情况下达到最大速度。处理器3产生警告并且移动继续使用加加速度和加速度的当前命令值，直到加速完成为止。在该点，处理器3执行新值。
图7是当以上述方式产生警告时的示例性情形。图7是显示了共同的时间标尺上路径命令与时间的关系的叠式图。而在加加速度曲线70的段2中，接收将加加速度值从100减至10并将最大加速度从200减至100的输入。然而，使用新命令加加速度值10需要移动超过命令的最大速度。换言之，将加加速度值降低至10的新移动命令将不允许加速度在经过最大速度之前达到零。由于减慢的速度，加速度曲线82将不会足够快地达到零以达到命令的最大速度。命令的最大速度值将过调，这将超出编程极限值。由于处理器3将不会超出这些值，所以处理器3产生警告并使用原始加加速度值100继续移动。相应地，加加速度曲线70、加速度曲线72和速度曲线74使用加加速度和加速度的原始命令值继续移动，直到段5的起点为止。
在图7所示的移动轮廓的段5中，移动的第二阶段开始，且处理器3对加加速度曲线70分配新值10。加速度曲线72贯穿段5地以新加加速度值相应地减速。速度曲线74展现出与加加速度曲线70和加速度曲线72相对应的速度。此外，受控设备的位移由位移曲线76示出，其对应于加加速度轮廓70、加速度轮廓72和速度轮廓74。
在处理器3的第一阶段命令运动到达段4的同时，第二阶段监测第一阶段以确定何时需要减速或加速以达到希望的终止条件。因此，当前执行的移动用作减速度方程的初始条件。在第二阶段中，路径规划装置解出段5、6和7。段5、6和7的加加速度的值将总是小于或等于命令值。
在第二阶段中，路径规划装置可需要也可不需要段6来成功地完成移动。首先，处理器3由于命令而计算假设不存在极限的峰值减速度。处理器3然后将计算出的峰值减速度与最大允许的减速度进行对比。如果计算出的峰值减速度小于最大允许的减速度，则不需要段6。如果计算出的峰值减速度大于最大允许的减速度，则需要段6。在这种情形中，可使用另一种算法来表示段6的使用，其将***恒定减速度段。在第二阶段中，当在段5的起点的初始速度小于目标速度时，也可计算峰值加速度。
图8示出了当不需要段6来完成移动时的示例性情形。图8显示了共同的时间标尺上路径命令与时间的关系。在图8中，不需要段6，因为计算出的峰值减速度小于最大允许的减速度。
在加速度曲线82的段5中，加速度率下降，而在段7中，加速度率增加。因此，加速度曲线82跟随来自段5-7的三角形减速度轮廓。加速度曲线82跟随三角形轮廓，因为处理器3执行最短路径而不会超过任何约束。
加加速度曲线80示出加速度曲线82的导出的移动轮廓并在单独的段5和7中保持恒定值。速度曲线84展现出与段5和7中的加加速度曲线80和加速度曲线82相对应的速度。受控设备的位移由位移曲线86示出，其对应于加加速度轮廓80、加速度轮廓82和速度轮廓84。
再一次地，当不限制减速度时形成三角形轮廓。当减速度在采样周期上开始时处理器3执行在不超过任何约束的情况下产生的最短减速度路径。因此，曲线82的路径跟随三角形减速度曲线。备选地，如果需要段6来完成移动，则处理器3***恒定减速度段。
在第二阶段中，处理器3解出成功地满足用于减速的终止条件所需的加加速度。取决于终止条件，减速度解可能需要减速至较低速度的减速度或加速至较高速度的加速度。即使加加速度/减速度斜率小，处理器3也总是能够解出它。然而，加加速度值必须依然尽可能接近命令值以允许处理器3生成代表完成而不超过任何命令参数或约束的最少时间的路径轮廓。同样，第二阶段在采样周期上开始，所以在段5的起点，处理器3生成展现出在采样周期上执行计算出的成功满足终止条件所需的加加速度值的最短时间路径的运动轮廓。
处理器3通过尽可能接近地跟随命令参数以达到用于移动的终止条件而生成路径轮廓。为了实现路径生成装置的这种需求，处理器3解出满足当前采样周期以及下一采样周期的终止条件的加加速度。路径规划装置然后将这些值与命令加加速度值进行对比。当命令加加速度值介于这两个值之间时，时间最佳解介于这两个采样周期之间。在这种情形中，处理器3使用当前采样周期的加加速度来开始移动的第二阶段，因为该加加速度值允许加加速度在不超过命令值的情况下尽可能大。
虽然通过减小加加速度计算出的轨迹将不会是理想轨迹，但命令值将不会被超过。因此，理想轨迹已知并在介于两个采样周期之间的某处。优选的是，采样周期尽可能短以改善运动控制。
再一次地，满足终止条件的最终轨迹不必为减速的轨迹。取决于移动的最终条件，最终轨迹可以是加速的轨迹。特别地，第二阶段的起点，或段5，可以是减速度段或加速度段。另外，可以接受非零速度终止条件。非零速度终止条件甚至可具有大于移动的最大速度的值，因为它可以是一个移动与另一个移动混合的结果。
如文中所述和附图所示，路径规划***和方法的结构和设置只是说明性的。虽然在本公开内容中已详细描述本发明的仅一些实施例，但本领域技术人员阅读本公开内容后将容易地理解，在不实质上脱离权利要求中所列举的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、参数的值、安装设置、材料的用途、定向等的变化)是可能的。因此，意图将所有此类改型包括在如权利要求中限定的本发明的范围内。任何程序或方法步骤的顺序或次序可根据备选实施例变化或重新排序。在权利要求中，任何装置+功能条款意图涵盖文中被描述为执行所列举的功能的结构，并且不仅涵盖结构等同物而且涵盖等同结构。可在优选和其它示例性实施例的设计、操作条件和设置中作出其它替代、修改、改变和省略而不脱离如权利要求所述的本发明的实施例的精神。因此，本发明的技术范围不仅涵盖上述实施例，而且涵盖落在权利要求的范围内的所有实施例。

Claims (20)

1.一种用于实时生成运动轮廓的***，所述***包括处理器，所述处理器包括：
将移动拆分为第一阶段和第二阶段的装置，其中，所述第一阶段包括命令所述移动朝向恒定速度段，并且所述第二阶段包括监测所述第一阶段，以确定在移动进行期间何时需要执行成功地到达终止条件所需的加加速度值；
计算在当前采样周期成功地到达所述终止条件所需的加加速度值(Jn)的计算装置；
计算在下一采样周期成功地到达所述终止条件所需的加加速度值(Jn+1)的计算装置；以及
将计算出的当前采样周期所需的加加速度值(Jn)及计算出的下一采样周期所需的加加速度值(Jn+1)，与命令加加速度值(Jc)进行比较以生成所述运动轮廓的比较装置；
其中，当所述加加速度的命令值Jc位于所述计算出的当前采样周期的加加速度值Jn与所述计算出的下一采样周期的加加速度值Jn+1之间时，在时间n执行的加加速度值为Jn。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述处理器进一步包括：
在所述第二阶段控制所述正在进行的移动的点执行成功地到达所述终止条件所需的加加速度值的装置，
其中，所述第二阶段控制所述正在进行的移动的所述点能够出现在所述第一阶段开始之后的任何时间。
3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述处理器进一步包括：
将对第一阶段计算和第二阶段计算的处理划分在多个采样周期上的装置。
4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述处理器进一步包括：
在不违反编程极限值的前提下生成所述运动轮廓的装置，所述运动轮廓展现出到达目标位置的时间最短的路径，其中，在采样周期上执行成功地到达所述终止条件所需的加加速度值。
5.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述处理器进一步包括：
确定完成所述移动所需的离散时间段的数量的装置，其中，所述运动轮廓包括介于初始位置与目标位置之间的多个离散时间段。
6.根据权利要求5所述的***，其特征在于：
所述第二阶段控制所述正在进行的移动的点与所述多个离散时间段中的一个同时开始。
7.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述处理器进一步包括：
将正确的符号赋予输入命令值的装置，其中，加加速度、速度、加速度和减速度的输入命令值被用户指定为绝对值。
8.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述处理器进一步包括：
在接收到至少一个用户指定的新移动命令值后放弃所述正在进行的移动的装置，其中，所述至少一个新移动命令值不超出所述编程极限值；以及
执行所述至少一个用户指定的新移动命令值而继续所述移动。
9.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述处理器进一步包括：
在接收到至少一个用户指定的新移动命令值后产生警告的装置，其中，所述至少一个用户指定的新移动命令值超出所述编程极限值；以及
使用已有的命令值继续所述正在进行的移动的装置。
10.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述处理器进一步包括：
在所述第二阶段控制所述正在进行的移动的点，执行成功地到达所述终止条件所需的加加速度值的装置，
其中，当所述命令加加速度值(Jc)介于计算出的当前采样周期的加加速度值(Jn)与计算出的下一采样周期的加加速度值(Jn+1)之间时，所述第二阶段采取控制的所述点出现。
11.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述处理器进一步包括：
在所述第二阶段控制所述正在进行的移动的点，执行计算出的当前采样周期的加加速度值(Jn)的装置。
12.根据权利要求10所述的***，其特征在于，在当前采样周期的时间(n)，执行成功地到达所述终止条件所需的加加速度值。
13.一种用于实时生成运动轮廓的***，所述***包括：
配置成接收命令信号的至少一个输入/输出模块；和
处理器，所述处理器配置成：
传送基于所述运动轮廓的所述命令信号；
将移动拆分为第一阶段和第二阶段；
计算所述第二阶段必须控制正在进行的移动以到达目标位置的点；
计算在当前采样周期成功地到达所述终止条件所需的加加速度值(Jn)；
计算在下一采样周期成功地到达所述终止条件所需的加加速度值(Jn+1)；以及
将计算出的当前采样周期所需的加加速度值(Jn)及计算出的下一采样周期所需的加加速度值(Jn+1)与命令加加速度值(Jc)进行比较，以生成所述运动轮廓；
其中，当所述加加速度的命令值Jc位于所述计算出的当前采样周期的加加速度值Jn与所述计算出的下一采样周期的加加速度值Jn+1之间时，在时间n执行的加加速度值为Jn。
14.根据权利要求13所述的***，其特征在于，
所述第二阶段必须控制所述正在进行的移动的所述点出现在采样周期，并且
其中，所述第二阶段必须控制所述正在进行的移动的所述点能够出现在所述第一阶段开始之后的任何时间。
15.一种用于实时生成运动轮廓的方法，所述方法包括：
将移动拆分为第一阶段和第二阶段；
在所述第一阶段期间命令所述移动朝向恒定速度段；以及
监测所述第一阶段，以确定在移动进行期间何时需要执行成功地到达终止条件所需的加加速度值；
计算在当前采样周期成功地到达所述终止条件所需的加加速度值(Jn)；
计算在下一采样周期成功地到达所述终止条件所需的加加速度值(Jn+1)；以及
将计算出的当前采样周期所需的加加速度值(Jn)和计算出的下一采样周期所需的加加速度值(Jn+1)与命令加加速度值(Jc)进行比较，以生成所述运动轮廓；
其中，当所述加加速度的命令值Jc位于所述计算出的当前采样周期的加加速度值Jn与所述计算出的下一采样周期的加加速度值Jn+1之间时，在时间n执行的加加速度值为Jn。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述第二阶段控制所述正在进行的移动的点，执行成功地到达所述终止条件所需的加加速度值，
其中，所述第二阶段控制所述正在进行的移动的所述点能够出现在所述第一阶段开始之后的任何时间。
17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在不超过编程极限值的前提下生成所述运动轮廓，所述运动轮廓展现出到达目标位置的时间最短的路径，其中，在采样周期上执行成功地到达所述终止条件所需的加加速度值。
18.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述第二阶段控制所述正在进行的移动的点，执行成功地到达所述终止条件所需的加加速度值，
其中，当命令加加速度值(Jc)介于计算出的当前采样周期的加加速度值(Jn)与计算出的下一采样周期的加加速度值(Jn+1)之间时，所述第二阶段采取控制的所述点出现。
19.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述第二阶段控制所述正在进行的移动的点执行计算出的当前采样周期的加加速度值(Jn)，
其中，当所述命令加加速度值(Jc)介于计算出的当前采样周期的加加速度值(Jn)与计算出的下一采样周期的加加速度值(Jn+1)之间时，所述第二阶段采取控制的所述点在当前采样周期的时间(n)时出现。
20.根据权利要求13所述的***，其特征在于，所述处理器进一步配置成：
在所述第二阶段必须控制所述正在进行的移动的点，执行成功地到达终止条件所需的加加速度值。
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