Accelerationsprofilen

Accelerationsprofilen är en beskrivning av hur accelerationen hos ett fordon, en robot eller en kropp varierar över tiden i samband med en rörelse. Den uttrycks som a(t), där t är tiden och intervallet omfattar från start till slutet av rörelsen. Genom att integrera a(t) får man hastigheten v(t) och genom att integrera igen positionen x(t). Profilen används för att planera och styra rörelser så att krav på snabbhet, komfort och strukturell belastning uppfylls. Begränsningar på max acceleration, max hastighet och max jerk (den första derivatan av acceleration) införs ofta.

Vanliga typer av accelerationsprofiler är: konstant acceleration, där a(t) hålls konstant under en tidsperiod; trapezoidprofil, där accelerationen byggs upp från 0 till ett maxvärde, hålls konstant och sedan nedregleras; S-kurvprofil (jerkbegränsad), där accelerationen avfasas mjukt med begränsad jerk för att undvika plötsliga förändringar. Dessa profiler leder till olika hastighetsprofiler: trapezoidal och triangel har olika tidsförlopp för hastigheten.

Inom robotik och fordonsdynamik används accelerationsprofilen i banplanering, servo- och motorstyrning, samt energirelaterad optimering. Mätning av a(t) sker vanligtvis med accelerometrar eller genom differentiell beräkning av uppmätt v(t). Vid kontroll används ofta digital filtrering och smoothing.

Sammanfattningsvis är accelerationsprofilen central för att förstå och styra hur en rörelse utförs, och den används för att balansera snabbhet, komfort och mekanisk slit.