一种用于总线式伺服驱动器的周期性同步位置控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及自动控制技术领域，具体涉及一种用于总线式伺服驱动器的周期性同步位置控制方法。
【背景技术】
[0002]当总线式的伺服驱动器使用周期性同步位置控制模式时，位置曲线及速度曲线由上位机规划生成，伺服驱动器接收周期性同步位置指令，伺服驱动器控制结构，如图1所示，伺服驱动器接收上位机周期性同步位置指令，根据位置指令周期的增量值与同步位置指令周期时间微分得到速度指令值，但是，由于上位机的时钟基准和伺服驱动器的时钟基准存在微量偏差、通讯波动等因素，使伺服驱动器得到的位置指令存在波动，引起微分得到的速度指令值也存在波动，影响伺服系统运动的平稳性和控制的精确度，甚至在某些应用场合容易产生机械振动，出现控制事故。
【发明内容】
[0003]本发明所解决的技术问题是现有的上位机的时钟基准和伺服驱动器的时钟基准存在微量偏差、通讯波动等因素，使伺服驱动器得到的位置指令存在波动，引起微分得到的速度指令值也存在波动，影响伺服系统运动的平稳性和控制的精确度的问题。本发明的用于总线式伺服驱动器的周期性同步位置控制方法，解决了由于上位机时钟基准和伺服驱动器时钟基准微量偏差、通讯波动等因素引起的速度指令值的波动问题，指令响应快，指令增量均匀无波动，速度运行平稳，通讯抗扰动能力强，基于总线控制的运动控制系统中可广泛借鉴，具有良好的应用前景。
[0004]为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是:
一种用于总线式伺服驱动器的周期性同步位置控制方法，其特征在于:包括以下步骤，步骤(1)，在伺服驱动器内建立周期性同步位置指令的多级缓存器，所述多级缓存器以先入先出机制存取周期性同步位置增量信息，并设定指针P的最大值；
步骤(2)，设置伺服驱动器的初始同步位置采样周期，使同步位置采样周期大于1/2的总线通讯同步周期，保证总线通讯数据的更新速度快于伺服驱动器内的位置环模块的处理速度；
步骤(3)，当上位机通过总线发送新的位置增量指令给伺服驱动器时，将位置增量指令数据压入多级缓存器的堆栈，并将多级缓存器的指针P+1，数据整体向多级缓存器内的上一缓存区地址推移；
步骤(4)，当伺服驱动器内的位置环处理模块处理完上一周期的位置增量指令后，从多级缓存器内读取此时的位置增量指令数据，将多级缓存器的指针P-1，数据整体向多级缓存器内的下一缓存区地址推移，用于保证伺服驱动器内的位置环处理模块得到最新连续的位置增量指令；
步骤(5)，随着伺服驱动器内的位置环处理模块与总线通讯的时间偏差累积，多级缓存器内缓存区的位置增量指令数据会增多，指针P的值会增加，在线实时调整伺服驱动器的位置指令采样周期，调整过程为，
(1)当指针P大于设定的最大值后，减小伺服驱动器的同步位置采样周期，位置环模块的处理速度加快，多级缓存器内缓存区位置增量指令数据相应减少；
(2)当指针P为零时，恢复伺服驱动器的同步位置采样周期到初始值。
[0005]前述的用于总线式伺服驱动器的周期性同步位置控制方法，其特征在于:步骤
(1)设定指针P的最大值为8。
[0006]前述的用于总线式伺服驱动器的周期性同步位置控制方法，其特征在于:步骤
(2)，设置伺服驱动器的初始同步位置采样周期，使同步位置采样周期大于1/2的总线通讯同步周期，同步位置采样周期与1/2总线通讯同步周期的偏差设置为500ns。
[0007]本发明的有益效果是:本发明的用于总线式伺服驱动器的周期性同步位置控制方法，解决了由于上位机时钟基准和伺服驱动器时钟基准微量偏差、通讯波动等因素引起的速度指令值的波动问题，指令响应快，指令增量均匀无波动，速度运行平稳，通讯抗扰动能力强，基于总线控制的运动控制系统中可广泛借鉴，具有良好的应用前景。
【附图说明】
[0008]图1是现有技术用于总线式伺服驱动器的伺服驱动器周期性同步位置控制模式结构图。
[0009]图2是本发明的用于总线式伺服驱动器的周期性同步位置控制方法的流程图。
[0010]图3是本发明的建立多级缓存器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0011]下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。
[0012]本发明的用于总线式伺服驱动器的周期性同步位置控制方法，解决了由于上位机时钟基准和伺服驱动器时钟基准微量偏差、通讯波动等因素引起的速度指令值的波动问题，指令响应快，指令增量均匀无波动，速度运行平稳，通讯抗扰动能力强，基于总线控制的运动控制系统中可广泛借鉴，如图2所示，包括以下步骤，
步骤(1)，在伺服驱动器内建立周期性同步位置指令的多级缓存器，如图3所示，所述多级缓存器以先入先出机制存取周期性同步位置增量信息，并设定指针P的最大值，多级缓存器的存储深度可根据根据系统间的通讯波动情况设置大小，这里多级缓存器的指针P的最大值设置为8。
[0013]步骤(2)，设置伺服驱动器的初始同步位置采样周期，使同步位置采样周期大于1/2的总线通讯同步周期，位置环模块处理周期为2倍的同步位置采样周期，保证总线通讯数据的更新速度快于伺服驱动器内的位置环模块的处理速度；一般上下位机时钟偏差在微妙以内，因此同步位置采样周期与1/2总线通讯同步周期的偏差设置为500ns。
[0014]步骤(3)，当上位机通过总线发送新的位置增量指令给伺服驱动器时，将位置增量指令数据压入多级缓存器的堆栈，并将多级缓存器的指针P+1，数据整体向多级缓存器内的上一缓存区地址推移；
步骤(4)，当伺服驱动器内的位置环处理模块处理完上一周期的位置增量指令后，从多级缓存器内读取此时的位置增量指令数据，将多级缓存器的指针P-1，数据整体向多级缓存器内的下一缓存区地址推移，用于保证伺服驱动器内的位置环处理模块得到最新连续的位置增量指令，不会有丢失更新的位置增量指令；
步骤(5)，随着伺服驱动器内的位置环处理模块与总线通讯的时间偏差累积，多级缓存器内缓存区的位置增量指令数据会增多，指针P的值会增加，在线实时调整伺服驱动器的位置指令采样周期，调整过程为，
(1)当指针P大于设定的最大值后，减小伺服驱动器的同步位置采样周期，位置环模块的处理速度加快，多级缓存器内缓存区位置增量指令数据相应减少；
(2)当指针P为零时，恢复伺服驱动器的同步位置采样周期到初始值。
[0015]通过在线实时调整伺服驱动器的位置指令采样周期，可以有效消除由于上位机时钟基准和伺服驱动器的时钟基准微量偏差造成的位置指令增量值的波动问题，使伺服驱动器指令响应快，指令增量均匀无波动，速度运行平稳，通讯抗扰动能力强。该方法简便实用，在类似基于总线控制的运动控制系统中可广泛借鉴。
[0016]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种用于总线式伺服驱动器的周期性同步位置控制方法，其特征在于:包括以下步骤， 步骤(1)，在伺服驱动器内建立周期性同步位置指令的多级缓存器，所述多级缓存器以先入先出机制存取周期性同步位置增量信息，并设定指针P的最大值； 步骤(2)，设置伺服驱动器的初始同步位置采样周期，使同步位置采样周期大于1/2的总线通讯同步周期，保证总线通讯数据的更新速度快于伺服驱动器内的位置环模块的处理速度； 步骤(3)，当上位机通过总线发送新的位置增量指令给伺服驱动器时，将位置增量指令数据压入多级缓存器的堆栈，并将多级缓存器的指针P+1，数据整体向多级缓存器内的上一缓存区地址推移； 步骤(4)，当伺服驱动器内的位置环处理模块处理完上一周期的位置增量指令后，从多级缓存器内读取此时的位置增量指令数据，将多级缓存器的指针P-1，数据整体向多级缓存器内的下一缓存区地址推移，用于保证伺服驱动器内的位置环处理模块得到最新连续的位置增量指令； 步骤(5)，随着伺服驱动器内的位置环处理模块与总线通讯的时间偏差累积，多级缓存器内缓存区的位置增量指令数据会增多，指针P的值会增加，在线实时调整伺服驱动器的位置指令采样周期，调整过程为， (1)当指针P大于设定的最大值后，减小伺服驱动器的同步位置采样周期，位置环模块的处理速度加快，多级缓存器内缓存区位置增量指令数据相应减少； (2)当指针P为零时，恢复伺服驱动器的同步位置采样周期到初始值。2.根据权利要求1所述的用于总线式伺服驱动器的周期性同步位置控制方法，其特征在于:步骤(I )设定指针P的最大值为8。3.根据权利要求1所述的用于总线式伺服驱动器的周期性同步位置控制方法，其特征在于:步骤(2)，设置伺服驱动器的初始同步位置采样周期，使同步位置采样周期大于1/2的总线通讯同步周期，同步位置采样周期与1/2总线通讯同步周期的偏差设置为500ns。
【专利摘要】本发明公开了一种用于总线式伺服驱动器的周期性同步位置控制方法，包括建立周期性同步位置指令的多级缓存器；设置伺服驱动器的初始同步位置采样周期；当上位机发送新的位置增量指令给伺服驱动器时，将位置增量指令数据压入多级缓存器的堆栈，并将多级缓存器的指针P+1，数据整体向多级缓存器内的上一缓存区地址推移；当位置环处理模块处理完上一周期的位置增量指令后，从多级缓存器内读取此时的位置增量指令数据，将多级缓存器的指针P-1，数据整体向多级缓存器内的下一缓存区地址推移；在线实时检测及调整伺服驱动器的同步位置采样周期。本发明伺服驱动器指令响应快，速度运行平稳，通讯抗扰动能力强，具有良好的应用前景。
【IPC分类】G05B19/04
【公开号】CN105159176
【申请号】CN201510576207
【发明人】叶安孝, 刘步钢, 陆驰宇, 茅飞
【申请人】南京康尼电子科技有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月11日