网络型伺服控制算法、交流伺服系统和可读存储介质的制作方法

文档序号:15927269发布日期:2018-11-14 01:16阅读:206来源:国知局

本发明涉及伺服系统的技术领域,尤其涉及一种前馈系统控制方法。



背景技术:

与步进驱动系统相比,正弦波永磁同步电动机伺服系统(简称交流伺服系统)具有环保、节能、快速、高精度的优势,但同时也存在跟踪误差较大的问题。现有技术中一般通过pid等方式,在环路控制中调节误差。而实际中,p或i参数是根据现场实际负载进行调试后得到的参数值,具有一定的延后性,不可能时刻满足速度闭环等效成一阶惯性环节的条件,在实际中很难真正起到降低加速段和减速段的位置跟踪误差的作用。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供网络型伺服控制算法,旨在现有技术中的交流伺服系统的环路控制具有一定延迟,而且在变加速系统中更跟踪误差较大的问题。

本发明是这样实现的提供了网络型伺服控制算法,在每个通讯周期接收位置环的点,包括:在第i通讯周期时,取点yi-1、yi、yi+1,以及当前通讯周期速度环上的点yi′拟合三次样条曲线,其中yi-1、yi、yi+1是所述三次样条曲线上的三个点,yi′是在所述三次样条曲线上点处yi的导数;取所述三次样条曲线的一阶导数作为速度前馈点。

进一步地,取所述三次样条曲线的二阶导数,通过惯量计算获得转矩前馈点。

进一步地,如果无法取得点yi+1。,则以点yi-1、yi、yi作为所述三次样条曲线上的三个点进行拟合。

进一步地,如果无法取得点yi、yi+1,则以点yi-1、yi-1、yi-1作为所述三次样条曲线上的三个点进行拟合。

进一步地,获得所述三次样条曲线后,获知特定通讯周期的位置环位置值。

进一步地,将所述转矩前馈点发送至电流环。

进一步地,将所述速度前馈点发送至速度环。

本发明还提供了交流伺服系统,包括前馈控制,所述前馈控制由上述的网络型伺服控制算法实现。

进一步地,启动后判断通讯周期i是否大于等于3,如果否则不进行曲线拟合,如果是则进行曲线拟合。

本发明还提供了一种可读存储介质,所述可读存储介质存储有软件程序,其特征在于,所述可读存储介质在被处理器执行时实现如权利要求1至x所述的网络型伺服控制算法。

与现有技术相比,本发明中通过在通讯周期中获得的位置环和速度环上的点的值,取连续三个通讯周期进行三次样条曲线拟合,在变加速系统中曲线更加圆滑,有助于减少跟踪误差,提高系统控制精度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的网络型伺服控制算法的流程示意图;

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合具体附图对本实施例的实现进行详细的描述。

如图1所示,本实施例中提供了一种网络型伺服控制算法,其根据每个通讯周期获得的相关数值进行前馈控制,具体包括:

在第i通讯周期时,接收所述位置环的点为yi;

取点yi-1、yi、yi+1,以及当前通讯周期速度环上的点yi′,总计四个点的数值进行拟合三次样条曲线,其中yi-1、yi、yi+1是所述三次样条曲线上的三个点,yi′是在所述三次样条曲线上点yi处的导数。通过数学的方式,能够通过上述四个点的值获得一条用于描述位置环的三次样条曲线。该三次样条曲线随着通讯周期持续迭代进行连续变化,与现有技术中的平均等分位置的调节控制方法相比,在变加速系统中曲线更加圆滑,有助于减少跟踪误差。

获得上述三次样条曲线,取其一阶导数即可作为速度前馈点,在输入端通过速度前馈点进行前馈后,能够有效降低稳态位置跟踪误差,提高控制精度。获得速度前馈点后将其发送至速度环。

进一步地,为了使整个定位过程中的位置跟踪误差都尽量接近于零,还需要抑制加速段和减速段的位置跟踪误差,因此需要速度闭环内部的转矩闭环的高阶系统也进行前馈控制。

所以,取三次样条曲线的二阶导数,通过惯量计算获得转矩前馈点。转矩前馈主要用来抑制转动惯量引起的位置跟踪误差。获得转矩前馈点后将其发送至电流环。

增加了转矩前馈后,交流伺服系统梯形响应中,加减速段的位置跟踪误差明显减小,定位过程的整定时间也大大缩短。

在网络型伺服控制算法运行的过程中,有可能出现例如通讯中断的情况导致无法取点的问题,在这种无法取得三个点的情况下,采用如下两个原则进行拟定曲线的过程:

(1)只能取得前两个点,无法取得点yi+1,则以点yi-1、yi、yi作为三次样条曲线上的三个点进行拟合,也即复制第二个点在第三个点处。

(1)只能取得第一个点,如果无法取得点yi、yi+1,则以点yi-1、yi-1、yi-1作为三次样条曲线上的三个点进行拟合,也即复制第一个点在第二个点、第三个点处。

获得三次样条曲线后,在某个特定的通讯周期时,能够带入通讯周期获知其位置环的位置值。

本实施例中还提供了交流伺服系统,包括前馈控制,前馈控制由上述网络型伺服控制算法实现。由于根据拟定的三次样条曲线进行前馈控制,使得追踪精度更高,执行的过程误差更低。

在交流伺服系统启动后,判断通讯周期i是否大于等于3,如果否则不进行曲线拟合,如果是则进行曲线拟合,也即运行一段时间延迟后进入前馈控制,避免刚启动的时候,就按照前述的方法进行三次样条曲线的拟合过程,尤其需要避免取点不足时的进入三次样条曲线的拟合过程。

本实施例中还提供了一种可读存储介质,可读存储介质存储有软件程序,可读存储介质在被处理器执行时实现上述网络型伺服控制算法。

以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。



技术特征:

技术总结
本发明涉及伺服控制的技术领域,公开了网络型伺服控制算法、交流伺服系统和可读存储介质,其中网络型伺服控制算法在每个通讯周期接收位置环的点,包括:在第i通讯周期时,接收所述位置环的点为yi;取点yi‑1、yi、yi+1,以及当前通讯周期速度环上的点y i′拟合三次样条曲线,其中yi‑1、yi、yi+1是所述三次样条曲线上的三个点,y i′是在所述三次样条曲线上点处yi的导数;取所述三次样条曲线的一阶导数作为速度前馈点。由于取连续三个通讯周期进行三次样条曲线拟合,因此本发明中的网络型伺服控制算法在变加速系统中曲线更加圆滑,有助于减少跟踪误差,提高系统控制精度。

技术研发人员:刘培超;董玉娇
受保护的技术使用者:深圳市越疆科技有限公司
技术研发日:2018.05.05
技术公布日:2018.11.13
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