[发明专利]一种裁床切割机轨迹轮廓跟踪控制方法

说明书

本发明公开了一种提高裁床切割机轨迹轮廓跟踪控制精度的方法，包括获取待加工产品的原始加工轨迹曲线离散成微直线段，并轨迹生成PLT位置坐标轨迹文件；从PLT位置坐标轨迹文件中取待处理的微直线段进行插补操作，控制主从双轴同步运行完成该微直线段的加工；判断是否完成所有微直线段的插补操作，若完成则结束插补；否则继续读取下一个微直线段作为待处理的微直线段，并返回进行插补操作。插补过程中，将建立的神经元自适应PID网络模型与重复控制误差补偿模型进行结合，得到重复控制PID网络模型进行耦合校正同步位置偏差，并且在重复控制PID网络模型的扰动处增加前馈控制，这样既不会影响系统的稳定性，动态性能也能够得到保证。

技术领域

本申请属于工业自动化数控技术领域，具体涉及一种裁床切割机轨迹轮廓跟踪控制方法。

背景技术

随着社会的发展，传统工业开始向智能化工业转型。衣服作为人们日常生活的必须品，针对不同的季节都会有不同的需求量，传统的服装加工方式难以供应市场的需求，近年来也越来越多的企业开始在自动服装裁剪、口罩设备上发力，竞争也因此变得加激烈。为此开发一款自动化程度高、切割精度高、切割速度快的裁床切割机是非常有必要的，裁床切割机的关键技术难点在于实现多轴的联动插补与和柔性并进的合理加减速。其中轮廓跟踪控制一直是该领域的研究特点问题，各运动轴之间的工作不协调产生的轮廓跟踪误差是影响零部件加工精度的重要因素，轮廓误差控制涉及单轴轨迹跟踪控制，即位置伺服控制。

位置伺服控制的主要目标是提高位置跟踪精度和抗干扰性能，人们也已经提出了许多先进控制方法，如带前馈的工控制、滑模控制、自适应控制和模糊控制。在网络化控制系统领域已有不少网络诱导时延补偿方法，如预测控制、自适应预估器，但多数算法较复杂，不适用于工业应用。近来，有学者提出了通信干扰观测器，将网络诱导时延建模为干扰，并通过通信干扰观测器进行实时估计补偿，获得了很好的补偿效果，但该方法需要系统精确模型，存在一定的局限性。

发明内容

本申请一种裁床切割机轨迹轮廓跟踪控制方法，能够有效避免干扰信号引起的振荡，同步误差相对较小，具有较好的同步精度。

为实现上述目的，本申请所采取的技术方案为：

一种裁床切割机轨迹轮廓跟踪控制方法，用于实现裁床切割机主从双轴的同步控制完成产品加工，所述裁床切割机轨迹轮廓跟踪控制方法，包括：

步骤1、获取待加工产品的原始加工轨迹曲线离散成微直线段，并将所有微直线段进行轨迹规划，生成PLT位置坐标轨迹文件；

步骤2、从所述PLT位置坐标轨迹文件中取待处理的微直线段进行插补操作，控制主从双轴同步运行完成该微直线段的加工，包括：

步骤2.1、根据待处理微直线段的坐标确定主从双轴各自的插补周期，并根据主从双轴当前各自的运行速度计算插补周期内的脉冲数和脉冲周期；

步骤2.2、建立主从双轴各自的单轴伺服系统的状态空间模型；

步骤2.3、建立两轴位置的同步误差模型；

步骤2.4、根据所述状态空间模型和同步误差模型，建立神经元自适应PID网络模型；

步骤2.5、将建立的神经元自适应PID网络模型与重复控制误差补偿模型进行结合，得到重复控制PID网络模型，并且在重复控制PID网络模型的扰动处增加前馈控制；

步骤2.6、将加工过程的位置误差输入至增加前馈控制后的重复控制PID网络模型中，经过补偿分配器，输出对主轴和从轴分别进行补偿的补偿参数，与对应的单轴伺服系统的状态空间模型的输出值叠加后作为主轴和从轴的控制信号；

步骤3、判断是否完成所有微直线段的插补操作，若完成则结束插补；否则继续读取下一个微直线段作为待处理的微直线段，并返回步骤2进行插补操作。