[发明专利]机电伺服系统谐振在线识别及动态抑制方法

说明书

技术领域

本发明涉及机电伺服系统谐振在线识别及动态抑制方法。属于机电伺服系统领域。

背景技术

现有技术中谐振识别主要利用是快速傅里叶变换(FFT)检测谐振信号，这种方法可以满足大多数情况下谐振的离线检测，但由于计算量过大，很难用于谐振信号的在线识别和检测，对于尤其对于高动态的伺服系统，其实时性很难满足使用。

现有技术中伺服系统的谐振抑制主要应用传统的陷波滤波器，这种陷波滤波器的设计和调节只能采用离线的方式进行，调试过程中，需要人工对其参数进行反复调整，费时费力。另外，离线调节还需要整个系统停止运转，这往往给人们的生产或生活带来不便。此外，当谐振幅值较大或者谐振频率较低时，相应的采用陷波滤波器抑制谐振可能会严重影响系统的稳定裕度，甚至使系统失稳。由于一些特殊的机械谐振的谐振频率具有多变性，采用传统陷波滤波器的方法很难有效抑制。

发明内容

本发明是为了解决现有的机电伺服系统存在机械谐振危害机电伺服系统，导致机电伺服系统可靠性差，并且在维修过程中耗费人力物力的问题。现提供机电伺服系统谐振在线识别及动态抑制方法。

机电伺服系统谐振在线识别及动态抑制方法，它包括以下步骤：

步骤一、采用滑动DFT对机电伺服系统的控制器输出的信号进行谐振识别，当有谐振时，在所述输出的信号的时域中选取N个滑动窗口中数据，经滑动DFT转化后，得到N个频谱值，转入步骤二，当没有谐振时，本方法结束；

步骤二、从N个频谱值中得到幅值最大值H_max，将N个频谱值中得到的幅值最大值H_max与设定的阈值H_th进行比较，判断H_max是否大于阈值H_th，如果H_max大于阈值，则该幅值最大值H_max对应的频率为谐振频率点f₀，该幅值为谐振幅值，转入步骤三；若否，则转入步骤一；

步骤三：如果谐振频率大于穿越频率1.5倍以上，则进行陷波滤波器参数的调整，进行步骤四；如果谐振频率小于剪切频率1.5倍，进行步骤五，

步骤四、采用加入陷波滤波器的方法对谐振进行抑制，直到谐振幅值衰减到阈值H_th以下，同时检测剪切频率处相角的变化，当剪切频率处相角损失超过10°，进行步骤五，否则进行步骤一；

步骤五、调整机电伺服系统的控制器的超前环节的系数使机电伺服系统剪切频率以步长h rad/s逐步前移，然后进行步骤一，从而抑制谐振。

本发明的有益效果为：本发明采用滑动DFT对机电伺服系统的控制器输出的信号进行谐振识别，得到N个频谱值，从N个频谱值中得到幅值最大值H_max，将N个频谱值中得到的幅值最大值H_max与设定的阈值H_th进行比较，如果H_max大于阈值，则该幅值最大值H_max对应的频率点为谐振频率点f₀，如果谐振频率大于穿越频率1.5倍以上，则进行陷波滤波器参数的调整，同时检测相角衰减，当相角衰减大于10°时，采用剪切频率前移的方法调整，如果谐振频率小于剪切频率1.5倍，进行调整机电伺服系统的控制器的超前环节的系数使剪切频率前移hrad/s，通过陷波滤波器和剪切频率前移相结合的方法进行谐振抑制，保证了机电伺服系统的可靠性，并且采用调整参数的方式进行抑制，节省了人力物力。

附图说明

图1为实施例中转台系统的一个自由度结构示意图，

图2为谐振的动态识别及抑制在转台上实现的原理示意图，

图3为具体实施方式一所述的机电伺服系统谐振在线识别及动态抑制方法的流程图，

图4为采用滑动DFT对机电伺服系统的控制器输出的信号进行谐振识别的流程图，

图5为实施例中系统运行时的频谱图，

图6为实施例中系统调整后的频谱图，

图7为实施例中输出的位置信号的DA曲线图。

具体实施方式

具体实施方式一：参照图3具体说明本实施方式，本实施方式所述的机电伺服系统谐振在线识别及动态抑制方法，它包括以下步骤：

步骤一、采用滑动DFT对机电伺服系统的控制器输出的信号进行谐振识别，当有谐振时，在所述输出的信号的时域中选取N个滑动窗口中数据，经滑动DFT转化后，得到N个频谱值，转入步骤二，当没有谐振时，本方法结束；