[发明专利]一种基于齿轮机构的伺服控制方法

权利要求书

1.一种基于齿轮机构的伺服控制方法，所述伺服控制方法用于对基于齿轮的旋转平台进行伺服控制，所述旋转平台上包括固定部分和旋转部分，所述旋转平台通过齿轮传动机构驱动所述旋转部分相对于所述固定部分旋转，在所述旋转平台上安装有角度测量装置和角速度测量装置，用于分别测量所述旋转部分相对于所述固定部分的旋转角度和旋转角速度，其特征在于，所述伺服控制方法包括基于控制命令以及所述角度测量装置和角速度测量装置测量的所述旋转部分相对于所述固定部分的旋转角度和旋转角速度来控制所述旋转部分相对于所述固定部分的旋转，

所述伺服控制方法以预定时间长度为周期循环执行，所述方法包括：

步骤a)、测量所述旋转部分相对于所述固定部分或相对于基准坐标的当前旋转角度；

步骤b)确定所述旋转部分的当前目标角度；

步骤c)计算所述旋转部分的当前旋转角度与当前目标角度之间的偏差量；

步骤d)将所述偏差量与偏差量阈值进行比较，以判断所述偏差量是否超过所述偏差量阈值；

步骤e)、如果所述偏差量超过所述偏差量阈值，则对所述旋转平台的齿轮传动机构的运动执行PID调节；

步骤f)、如果所述偏差量没有所述偏差量阈值，则基于当前周期的偏差量和上一周期的偏差量判断当前周期的偏差量相比于上一周期是否增大；

步骤g)、如果当前周期的偏差量相比于上一周期增大，则对所述旋转平台的齿轮传动机构的运动执行PID调节；

步骤h)、如果当前周期的偏差量相比于上一周期没有增大，则对所述旋转平台的齿轮机构执行比例微分调节。

2.根据权利要求1所述的基于齿轮机构的伺服控制方法，其特征在于，所述步骤a)包括：

步骤a1)、利用所述角速度测量装置测量所述旋转平台的旋转部分的第一瞬时角速度测量值；

步骤a2)、基于所述第一瞬时角速度测量值以及上一周期的角度值计算所述旋转部分的第一角度值；

步骤a3)、基于若干所述第一瞬时角速度测量值计算第一瞬时角加速度值。

3.根据权利要求2所述的基于齿轮机构的伺服控制方法，其特征在于，所述步骤a)还包括：

a4)利用所述角度测量装置测量所述旋转部分的第二角度测量值；

a5)、基于若干个周期的第二角度测量值计算所述旋转部分的第二瞬时角速度；

a6)、基于若干个周期的第二瞬时角速度计算第二瞬时角加速度；

a7)、将所述第一瞬时角速度测量值和所述第一瞬时角加速度值与预定极限值以及上一周期的相应值分别进行比对，以判断从所述角速度测量装置所采集的数据是否有效；

a8)、将所述第二瞬时角速度和所述第二瞬时角加速度与预定极限值以及上一控制周期的相应值分别进行比对，以判断从所述角度测量装置所采集的数据是否有效；

a9)、如果从所述角速度测量装置所采集的数据以及从角度测量装置所采集的数据均无效，则基于上两个周期从所述角速度测量装置和角度测量装置测得的测量值采用线性外推算法预测所述旋转平台的当前角度值；

a10)、如果从所述角度测量装置所采集的数据无效而从所述角速度测量装置所采集的数据有效，则基于所述角速度测量装置测得的第一角速度测量值以及上一周期的角度值计算所述旋转平台的当前角度值；

a11)、如果从所述角度测量装置所采集的数据有效而从所述角速度测量装置所采集的数据无效，则将所述角度测量装置测得的第二角度测量值作为所述旋转平台的当前角度值；

a12)、如果从所述角度测量装置所采集的数据和从所述角速度测量装置所采集的数据均有效，则将第二角度测量值与从第一角速度测量值计算的所述旋转平台的角度值进行等权融合，作为所述旋转平台的当前角度值。

4.根据权利要求1所述的基于齿轮机构的伺服控制方法，其特征在于，所述旋转平台包括操控系统，所述方法还包括基于从操控系统接收的指令来确定目标角度位置。

5.根据权利要求1所述的基于齿轮机构的伺服控制方法，其特征在于，所述预定时间长度为2ms。