Инерция это не то о чем вы думаете

Технически говоря, инерция - это нечто такое, что в физике не является тем, что вы обычно понимаете под этим термином. Нет никакой таинственной "Силы инерции", которая замедляла бы ваши действия при установке. Инерция-это не то, что заставляет вас пропускать конечную точку печати.

Инерция-это просто принцип, почему вам нужно сломаться (отрицательное ускорение), прежде чем вы достигнете конечной точки перемещение, и сколько вам нужно и как быстро вы можете наступить на разрыв (рывок).

Резюме по механике ньютоновского движения

Инерция-это тот факт, что предмет, находящийся в движении и не подвергающийся воздействию, просто ничего не делает, как предписывает первый закон Ньютона. То, что приложенная вами сила действует на тело только со временем (что обычно понимается под инерцией), следует непосредственно из описания 2-го закона ньютоновской механики:

Mutationem motus proportionalem esse vi motrici impressae, et fieri secundum lineam rectam qua vis illa imprimitur.

Изменение движения всегда пропорционально впечатленной движущей силе и совершается в направлении правильной линии, в которой эта сила запечатлена.

$$F=\frac{d}{dt} (m\times v)$$

Force на тело-это изменение во времени($\frac{d}{dt}$) mass и velocity. В классическом физическом случае с постоянной массой это становится гораздо более известной формулировкой: $$F=m\times \frac{d}{dt} v=m\times\dot v=m\times a$$

Теперь у нас есть элемент известной массы и известной начальной скорости $v_0$. Таким образом, скорость элемента в любой момент $$v(t)=v_0-(\frac F m\times t)=v_0-(a\times t)$$

Импульс

Еще одна вещь, которая часто смешивается с термической инерцией, на самом деле является импульсом предмета. Это прямо следует из текста Ньютона: сила пропорциональна изменению импульса. $$F=\frac{d}{dt}p=\frac{d}{dt}(m\times v)$$$$p=m\times v$$ импульса может быть лучше понято как сумма "энергия" (это не энергия $E_\text{kin}=m\times v^2$)

Принцип инерции рассматривается в слайсере

Большинство слайсеров устанавливают максимальное ускорение для машин и рывок для машин. Эти значения определяются исходя из массы печатающей головки: Максимальное ускорение, умноженное на массу печатающей головки, является максимальной силой. Рывок-это производная ускорения во времени, поэтому он втекает в механику движения обратно как $F(t)=m\times j\times t$. Таким образом, выбор рывка и Максимального ускорения действительно включает информацию о массе печатающей головки, но явно не указывает ее.

Можно было бы написать код в обратном порядке и принять решение о максимально допустимом усилии и включить массу печатающей головки, в результате чего автоматически вычислялись бы настройки для максимально допустимого 2-го и 3-го производных положения, ускорения и рывка.

Платы управления принтером просто дросселируют

Аналогично, платы управления принтером просто дросселируют ускорение и рывок к значению в их прошивке. Им не нужно знать массу печатающей головки, если они ставят максимальные значения на обоих, и те учитывают желаемое поведение.

Нет никакой точности, которую можно было бы получить, выполняя вычисления наоборот в прошивке: даже зная массу и некоторую допустимую силу, вы не приблизитесь ни на шаг, а потратите довольно много кода на функцию, которая вызывается для нескольких статических значений.

Что еще более важно, настройки ускорения и рывка очень сильно зависят от того, как установлена ваша печатающая головка, а не только от массы печатающей головки: есть ли у вас перо, установленное на линейных направляющих и перемещаемое винтом? Или у нас есть килограммовый кусок свинца, установленный на кресте из 2-миллиметровых алюминиевых стержневых рельсов, натянутых сверхмягкой резиновой закруткой?

Шаговые двигатели "хотят" сохранить свое положение, как им говорит прошивка, поэтому они делают все необходимое (ускоряются и тормозят), чтобы следовать полученным приказам.

Вопрос в том, говорит ли им прошивка двигаться/ускоряться/тормозить быстрее/сильнее, чем они могут? если да, то они не будут отставать (из-за инерции и многого другого), так что вы увидите артефакты. Если нет, то они будут точно выполнять приказы (ну, в основном, но сейчас это не важно), и никаких искажений не будет.

Будут ли они идти в ногу или нет, зависит от вас: вы устанавливаете их мощность (ток двигателя) и говорите им, как быстро/трудно двигаться/ускоряться/тормозить. Если вы будете давить на них слишком сильно, двигатели попытаются... и не успевают за ними угнаться. Вот почему у вас есть максимальное ускорение, скорость, рывок в прошивке и в слайсере.

Дополнительная информация: даже если двигатели сохраняют свое положение так, как им велят, они ничего не знают о том, что находится за ними: ремни, ходовые винты и так далее.

Представьте себе, что ремень оси X (который соединяет двигатель с печатающей головкой) сделан из эластичной ленты: двигатели будут находиться там, где вы им приказываете, но инерция печатающей головки растянет эластичную ленту, и печатающая головка окажется НЕ там, где вы ожидаете.

Опять же, вы должны уменьшить максимальное ускорение до значения ниже того, на что способны двигатели, если это необходимо. Двигатели часто не доводятся до предела еще и потому, что другие факторы вызывают проблемы еще до того, как двигатели выходят из строя.

Как узнать, насколько нужно ограничить ускорение и скорость? единственный способ-это попытаться.