一种数控机床自学习修正误差系统及方法与流程

技术特征：

1.一种数控机床自学习修正误差系统，其特征在于：包括轨迹生成模块、位置环迭代学习控制器、第二控制器、电机及传动模块，所述轨迹生成模块的输出端与位置环迭代学习控制器的输入端相连，所述第二控制器的输入端与所述位置环迭代学习控制器的输出端相连，所述第二控制器输出端与电机及传动模块输入端相连。

2.根据权利要求1所述的数控机床自学习修正误差系统，其特征在于：还包括干扰观测器，所述干扰观测器的输入端分别与所述第二控制器的输出端及电机及传动模块输出端相连，所述干扰观测器的输出端与第二控制器的输出端相连。

3.根据权利要求2所述的数控机床自学习修正误差系统，其特征在于：所述干扰观测器包括干扰输入单元、测量噪声输入单元、标称模型生成单元和低通滤波器，所述干扰输入单元输出端通过电机及传动模块与标称模型生成单元输入端相连，所述测量噪声输入单元输出端与标称模型生成单元输入端相连，所述标称模型生成单元输出端与第二控制器的输出端分别与低通滤波器的输入端相连，所述低通滤波器的输出端与第二控制器的输出端相连。

4.根据权利要求1-3任一项所述的数控机床自学习修正误差系统，其特征在于：还包括外层自学习速度规划器，所述外层自学习速度规划器的输入端与电机及传动模块输出端相连，所述外层自学习速度规划器与轨迹生成模块相连。

5.根据权利要求1所述的数控机床自学习修正误差系统，其特征在于：所述位置环迭代学习控制器包括第一控制器、迭代学习控制器、存储器，所述轨迹生成模块的输出端与所述第一控制器输入端相连，所述迭代学习控制器与存储器相连，所述迭代学习控制器输出端和第一控制器的输出端与第二控制器的输入端相连。

6.一种基于权利要求1-5任一项所述数控机床自学习修正误差系统的修正误差方法，其特征在于包含如下步骤：

A1：开始，轨迹生成模块给定期望轨迹及运行次数；

A2：位置环迭代学习控制器进行迭代控制，输出位置控制量；

A3：第二控制器输出速度和电流控制量；

A4：电机及传动模块根据位置控制量、速度和电流控制量运行，输出轨迹；

A5：判断是否到达给定运行次数，如果是，结束，如果否，返回执行步骤A2。

7.根据权利要求6所述的修正误差方法，其特征在于：还包括执行随机干扰抑制步骤B，在步骤A2执行后，判断是否存在随机干扰，如果是，利用干扰观测器对随机干扰和测量噪声进行滤除，然后执行步骤A3，如果否，执行步骤A3。

8.根据权利要求6或7所述的修正误差方法，其特征在于：还包括外层自学习速度规划步骤C：在步骤A4执行完毕后，判断运行一定次数后，输出轨迹与期望轨迹的误差是否减小到设定值，如果是，执行步骤A5，如果否，利用外层自学习速度规划器重新进行速度规划，然后返回执行步骤A1。

9.根据权利要求8所述的修正误差方法，其特征在于：所述速度规划的方法包括梯形速度规划法、S形速度规划法和正弦速度规划法，原理为根据输入的实际轨迹与期望轨迹的误差项，确定一个速度规划的优化机制，将超过一定值的误差控制在合适的范围内。

10.根据权利要求6所述的修正误差方法，其特征在于：在步骤A2中，位置环迭代学习控制器中的迭代学习控制器为闭环PD型迭代控制器，所述控制信号的表达式为：其中，k表示系统运行次数，u_k表示第k次运行时系统的控制量输出；u_k+1表示第k+1次运行时系统的控制量输出；Γ_p表示比例项学习增益，Γ_d表示微分项学习增益，e_k+1表示第k+1次运行时系统的误差信号，

所述迭代控制的方法包括如下步骤：

A21：开始，比例项学习增益和微分项学习增益设定为一较大定值；

A22：迭代开始；

A23：判断实际输出轨迹与期望轨迹之间的误差是否小于第一设定值，如果是，执行步骤A24，如果否，返回执行步骤A22；

A24：比例项学习增益和微分项学习增益设定为一较小定值；

A25：继续迭代；

A26：判断实际输出轨迹与期望轨迹之间的误差是否小于第二设定值，如果是，停止迭代，控制量保持不变，结束，如果否，返回执行步骤A25。