[发明专利]一种适用于极端应用条件的运动控制系统

权利要求书

1.一种适用于极端应用条件的运动控制系统，其特征在于，包括：

主站，用于接收用户输入的运动控制设定信息，根据所述设定信息和从站反馈的实时运动数据获得从站相应伺服驱动器当前时刻的控制调整信息，将所述控制调整信息和设定信息转换成控制信号后以广播数据帧的形式发送至相应从站；

多个从站，用于接收主站的广播数据帧，并对其进行解析，提取相应控制调整信息、设定信息中的从站设定参数，根据所述从站设定参数和控制调整信息执行相应操作，并实时采集从站相应伺服电机的运动数据作为反馈信号发送至总站；

所述主站包括运动控制模块，用于根据上述各从站的设定参数和从站反馈的实时运动数据获得从站相应伺服驱动器当前时刻的控制调整信息，将上述控制调整信息和设定信息转换成控制信号；所述运动控制模块执行如下程序获得从站相应伺服驱动器当前时刻的控制调整信息：

获取从站相应电机运动轴的半径、当前时刻从轴偏移角度α_t、与当前时刻间隔一周期的上一时刻从轴偏移角度α_t-T、当前时刻系统时间t、与当前时刻间隔一周期的上一时刻系统时间t-T、当前电压u和电流i；

根据上述从站相应电机运动轴的半径、当前时刻从轴偏移角度α_t、与当前时刻间隔一周期的上一时刻从轴偏移角度α_t-T、当前时刻系统时间t、与当前时刻间隔一周期的上一时刻系统时间t-T、当前电压u和电流i，获得当前时刻伺服电机的瞬时转速v_t和瞬时加速度a_t；

将上述当前时刻伺服电机的瞬时转速v_t、瞬时加速度a_t与设定信息中的理论值v_t'、a_t'比较，判断前后项是否一致；如果一致，判定从站相应伺服驱动器当前时刻的控制调整信息为维持运动状态不变；如果至少有一项不一致，根据二者差值v_t-v_t'或a_t-a_t'获得从站相应伺服驱动器下一时刻的从轴偏移角度α_t+T、电压u和电流i调整信息；

所述从站还包括控制器；所述控制器，用于实时检测极端条件是否发生，及时进行调控，当极端条件发生时，控制伺服电机以预设规则到达预设速度；

所述控制器执行如下程序检测极端条件是否发生并进行调控：

获取伺服电机在运动过程中当前时刻的瞬时加速度a_t和上一时刻的瞬时加速度a_t-T；

根据所述a_t和a_t-T判断瞬时加速度是否发生骤然变化，如果a_t-a_t-T不为0，判定发生骤然变化，执行下一步，否则，不发生骤然变化，无需调控；

根据下面方程组获取加速度调控量a_m以及调控时间t_m

式中，t₀为极端条件发生的时刻，a₀为极端条件发生前的加速度，a_x是极端条件发生时的加速度，t_x是在极端条件发生后加速度回到a₀的时刻，a_m是调控结束后的加速度；

根据上述a_m、t_m，控制极端条件发生时伺服电机的瞬时加速度a_x在t_m-t₀时间段内均匀变化到a_m，完成调控。

2.根据权利要求1所述的适用于极端应用条件的运动控制系统，其特征在于，所述主站还包括：

人机交互模块，用于在伺服电机运动开始前，接受用户输入的运动控制设定信息，将其转换成各从站的设定参数后发送至运动控制模块，并且，在伺服电机运动过程中，向用户实时展示各从站的运动数据；

通信模块，用于接收从站反馈的实时运动数据传输至运动控制模块，并将运动控制模块发送的控制信号以广播数据帧的形式发送至从站。