[发明专利]一种用于分解振镜和伺服位置的滤波器

说明书

本发明涉及激光加工技术领域，具体涉及一种用于分解振镜和伺服位置的滤波器。其贝塞尔滤波器为4阶至10阶的高阶结构；优选的为7阶贝塞尔滤波器，所述7阶贝塞尔滤波器包括一个1阶滤波器和三个2阶滤波器，所述1阶滤波器和三个所述2阶滤波器共四个滤波器串联。与现有技术比较本发明的有益效果在于：该7阶贝塞尔数字滤波器，具有最大平坦群延时，群延时恒定，使得伺服运动轨迹在通带内保持了低频轨迹形状，对机构冲击小，有较好的加减速效果。使用该7阶贝塞尔数字滤波器，振镜位置响应快，可以满足和伺服位置同步，从而整体轨迹同步，加工效果最好。

技术领域

本发明涉及激光加工技术领域，具体涉及一种用于分解振镜和伺服位置的滤波器。

背景技术

现有在工业应用上，振镜和伺服联动控制光束位置有较多应用需求。其中主要的难点在于如何分解振镜和伺服位置，现有的技术中通常是利用一阶或者二阶低通贝塞尔滤波器进行处理，另外还可以使用有限脉冲响应(FIR)数字滤波器进行处理。

使用无限长单位脉冲响应的低通贝塞尔滤波器的优点是使用低阶就可以获得选择性，计算时算法的空间成本低，时间成本低。但是对于激光加工来讲，缺点是：若使用较低的阶数，则会使振镜和伺服这两个不同响应的执行机构存在着不太好的位置分离，导致低通滤波后的伺服位置存在较大冲击，从而对机构产生较大的冲击，导致执行位置异常。

使用有限脉冲响应(FIR)数字滤波器的优点是有严格的线性相位，但是因为系统函数的极点固定在原点，只能选择较高的阶数达到高的选择性，一般比贝塞尔滤波器阶数要高5到10倍，计算上时间成本较高，信号延时较大。

如上所述，使用现有的低阶的贝塞尔滤波器和有限脉冲响应(FIR)数字滤波器皆无法满足工程需要。

因此，急需研发一种能够用于分解振镜和伺服位置的滤波器。

发明内容

有鉴于此，为了解决现有的滤波器不能很好地分解振镜和伺服位置的问题，本发明提供一种用于分解振镜和伺服位置的滤波器，其贝塞尔滤波器为4阶至10阶的高阶结构。

较佳的，所述贝塞尔滤波器为7阶贝塞尔滤波器，所述7阶贝塞尔滤波器包括一个1阶滤波器和三个2阶滤波器。

较佳的，所述1阶滤波器和三个所述2阶滤波器共四个滤波器串联。

较佳地，上述4个串联的滤波器的迭代关系为：

较佳地，所述7阶贝塞尔滤波器的离散化差分方程为：

较佳地，所述7阶贝塞尔滤波器的最小相位传递函数为：

其中，θ_n(s)为反向贝塞尔多项式，ω₀为低通截止频率。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：

本发明提供了一种用于分解振镜和伺服位置的滤波器，7阶贝塞尔数字滤波器，具有最大平坦群延时，群延时恒定，使得伺服运动轨迹在通带内保持了低频轨迹形状，对机构冲击小，有较好的加减速效果。振镜位置响应快，可以满足和伺服位置同步，从而整体轨迹同步，加工效果最好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为体现滤波器系数存在极小量时的计算误差值的曲线；

图2为第一仿真组仿真示意图；