[发明专利]用于消除转速示值误差的精密离心机转速控制方法

权利要求书

1.用于降低转速示值误差的精密离心机转速控制方法，基于精密离心机的伺服驱动系统实现，其特征在于：包括以下步骤：

S1：根据精密离心实验的目标g值计算出目标转速值ω，目标转速值ω作为转速指令下发到伺服驱动器，带动精密离心机向目标转速ω运转，跳转S2；

S2：将增量式圆光栅的整周期定点脉冲信号接入高精度频率计，高精度频率计获得脉冲频率f，单位：Hz，根据计算公式ω_i＝60×f得离心机的整周期平均转速ω_i，单位：rpm，跳转S3；

S3：测控计算机从高精度频率计持续获取精密离心机的ω_i，并以队列方式连续记录存储10个ω_i，根据下式计算出连续10个ω_i对应的精密离心机转速相对标准不确定度与转速示值误差：

精密离心机转速相对标准不确定度λ的计算公式为：

(1)式中，为连续10个整周期平均转速的均值，

精密离心机转速示值误差的计算公式为：

(2)式中，ε为精密离心机转速示值误差绝对值，(3)式中，δ为精密离心机转速示值误差相对值，跳转S4；

S4：判断λ是否小于精密离心机的准确度等级一个数量级，判断ε是否小于伺服驱动器的转速指令识别分辨率res，若两者判断结果均为是则跳转S5，否则跳转S3；

S5：判断δ是否小于精密离心机的准确度等级一个数量级，若判断结果为是则跳转S12，否则跳转S6；

S6：在测控计算机中建立一个定时循环程序，设置该程序的定时周期为离心机的旋转周期T＝60/ω，单位：s，并将该程序的每个定时周期进一步分割为两个精确定时的顺序执行部分，定时间隔分别为T1与T2，设定T1＝T2＝T/2为T1、T2的初始值，使用顺序执行的T1部分发送转速修正指令ω+Δ₁，使用顺序执行的T2部分发送转速修正指令ω+Δ₂，跳转S7；

S7：计算ε与res的比值X，若0＜X≤1/3则跳转S8，若1/3＜X≤2/3则跳转S9，若2/3＜X＜1则跳转S10；

S8：设定T1＝0.5(1-X)T，T2＝0.5(1+X)T，当时，设定Δ₁＝res，Δ₂＝-res，当时，设定Δ₁＝-res，Δ₂＝res，跳转S11；

S9：设定T1＝XT，T2＝(1-X)T，当时，设定Δ₁＝-res，Δ₂＝0，当时，设定Δ₁＝res，Δ₂＝0，跳转S11；

S10：设定T1＝0.5XT，T2＝(1-0.5X)T，当时，设定Δ₁＝-2res，Δ₂＝0，当时，设定Δ₁＝2res，Δ₂＝0，跳转S11；

S11：测控计算机清空对精密离心机整周期平均转速的存储结果，重新以队列方式进行存储，在新获得的整周期平均转速的存储数量达到10个后计算出这10个整周期平均转速对应的精密离心机转速示值误差相对值δΔ；判断δΔ是否小于精密离心机的准确度等级一个数量级，若判断结果为是则跳转S12，否则跳转S3；

S12：精密离心机转速示值误差修正流程结束，输出实验结果。

2.根据权利要求1所述的用于降低转速示值误差的精密离心机转速控制方法，其特征在于：选用的高精度频率计的测量分辨率高于精密离心机的准确度等级两个数量级。

3.根据权利要求1所述的用于降低转速示值误差的精密离心机转速控制方法，其特征在于：能够输出整周期定点脉冲信号的增量式圆光栅嵌套在离心机主轴上，即定点脉冲信号的输出周期与离心机系统的旋转周期相同。

4.根据权利要求1所述的用于降低转速示值误差的精密离心机转速控制方法，其特征在于：高精度频率计与测控计算机信号连接。

5.根据权利要求1所述的用于降低转速示值误差的精密离心机转速控制方法，其特征在于：测控计算机的定时精度至少为1ms。