[发明专利]一种用于转台的分层虚闭环控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及伺服系统控制技术领域，具体涉及一种用于转台的分层虚闭环控制方法及系统。

背景技术

转台作为一种典型的伺服控制系统，也是由典型的位置环、速度环、电流环三环闭环系统组成，具有高精度、高带宽的特点。其典型的控制回路结构如图1所示，可以看到，位置环的输出作为速度环的输入，速度环的输出作为电流环的输入。因而位置环是速度环的外环，速度环是位置环的内环；速度环是电流环的外环，电流环是速度环的内环；电流环正常工作是速度环正常工作的前提，而速度环正常工作又是位置环正常工作的前提。

传统的转台闭环控制方法的流程如图2所示，可以看到，位置环闭环函数Task_Pos_Ctrl在内部调用速度环闭环函数Task_Vel_Ctrl，速度环闭环函数调用数模转换函数DA(数模转换函数用于电流环闭环)，闭环函数之间存在嵌套关系。在调试过程中，在内环还没有完成闭环的情况下，贸然进行外环的闭环，就极有可能造成飞车。在调试过程中，如果某环的闭环性能不佳，可能还要反过头来重新调试内环，必须对外环进行屏蔽，调试过程中必须要修改程序。另外，传统转台闭环方法在模式切换中存在着问题。当从内环闭环模式向外环闭环模式进行切换的时候，例如速度环模式向位置环模式切换，位置环闭环函数的参数没有跟随转台的运动状态进行更新，位置环的输出和当前状态不匹配，有可能会引起控制的波动。

综上所述，现有技术中存在伺服系统中转台的闭环函数多环嵌套调试复杂、不同闭环模式之间切换时控制器参数突变会引起控制波动的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于转台的分层虚闭环控制方法，解决了现有技术中的多环函数嵌套调试复杂的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于转台的分层虚闭环控制方法，包括：

S1，编写闭环系统中各个环的闭环函数，使各个闭环函数分层独立，所述各个环包括位置环、速度环和电流环；

S2，确定闭环模式和根据相应闭环模式选择闭环函数进行闭环，所述闭环模式包括位置环闭环模式、速度环闭环模式和电流环闭环模式。

本发明的有益效果是：通过将各个环的闭环函数编写为各自分层独立的闭环函数，使得各个闭环函数之间不再为嵌套调用关系，而是分层独立，在使用时就可以根据确定的闭环模式选择不同的闭环函数进行闭环。因此，能够避免现有技术中由于各个闭环函数之间嵌套调用，而造成内环闭环未完成，外环开始闭环出现的飞车现象，以及调试过程中需要修改程序带来的调试复杂的问题。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进:

进一步，所述步骤S1中采用有返回值的函数编写位置环和速度环的闭环函数。

进一步，所述步骤S2具体为：按照闭环模式选择不同闭环函数进行级联。

进一步，所述步骤S2中通过值的传递将各个闭环函数级联完成相应闭环模式下的闭环，具体为：当所述闭环模式为位置环闭环模式时，将位置环闭环函数的输出值传递给速度环闭环函数，同时将速度环闭环函数的输出值传递给电流环闭环函数；

当闭环模式为速度环闭环模式时，将速度环闭环函数的输出值传递给电流环闭环函数；

当闭环模式为电流环闭环模式时，直接调用电流环闭环函数。

采用上述进一步方案的有益效果是:采用值传递的方式完成各个闭环函数的级联，从而使得各个闭环函数之间不再需要嵌套调用，而出现内环闭环未完成，外环开始闭环出现的飞车现象，以及调试过程中需要修改程序带来的调试复杂的问题。

进一步，所述当闭环模式为电流环闭环模式时，手动输入电流值作为电流环的输入值；

当闭环模式为速度环闭环模式时，手动输入速度值作为速度环的输入值；

当闭环模式为位置环闭环模式时，手动输入位置值作为位置环的输入值。

进一步，所述当闭环模式为电流环闭环模式时，将转台的当前速度值作为速度环的输入值和将转台的当前位置值作为位置环的输入；

当闭环模式为速度环闭环模式时，将转台的当前位置值作为位置环的输入。

采用上述进一步方案的有益效果是:由于在某些闭环模式下，位置环和速度环闭环函数虽然不起作用，但依然参与运算，因此，通过将这些闭环模式下，位置环和速度环的参数置为当前参数，这样，在模式切换瞬间，由于系统的位置值和速度值都不会突变，就能够保证切换过程中没有跳变，转台的运动不会发生波动，避免了不同闭环模式之间切换时控制器参数突变会引起控制波动的问题。

本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下:一种用于转台的分层虚闭环控制系统，包括：