[发明专利]一种龙门平台的轮廓跟踪与双边同步协同控制方法及系统

说明书

本发明涉及一种龙门平台的轮廓跟踪与双边同步协同控制方法及系统。该方法包括：获取龙门平台系统的采样时间；在设定时刻，分别获取龙门平台系统X轴与龙门平台系统第一Y轴之间的轮廓误差以及龙门平台系统X轴与龙门平台系统第二Y轴之间的轮廓误差；在设定时刻，确定第一Y轴和第二Y轴之间的同步误差；根据轮廓误差和同步误差，确定协同误差；获取X轴、第一Y轴和第二Y轴的跟踪误差；根据协同误差和各跟踪误差，确定综合误差；根据综合误差，设计离散时间混合阶次滑模控制器；整定滑模控制器和综合误差的参数，直到各误差均满足系统设计指标。本发明能够实现龙门平台的精密协同轮廓控制和精密轮廓跟踪。

技术领域

本发明涉及龙门平台控制领域，特别是涉及一种龙门平台的轮廓跟踪与双边同步协同控制方法及系统。

背景技术

龙门平台是一种通用的二维运动平台，运动头在一个X方向运动机构和两个Y方向运动机构的驱动下完成整个平面内的平动。该运动机构可以是滚珠丝杠副，可以是同步带，也可以是直线电机。此类平台广泛应用于多种工业设备，例如贴片机、点胶机以及激光雕刻机。

龙门平台的精密轮廓跟踪控制有两个问题需要解决，一是X轴和Y轴之间的轮廓跟踪问题，二是两个Y轴电机之间的同步控制问题。传统方法仅仅将轮廓跟踪问题和同步控制问题分别考虑，这些方法没有很好地同时协同三个轴的运动，给整个系统的轮廓控制引入了误差。此外，在实际工业场景中，环境中存在着大量的不确定性和干扰，这就要求控制器在存在干扰的情况下依然可以保证精度，即系统的鲁棒性较强。除了对精度和鲁棒性的要求之外，由于龙门平台在多数情况下由数字控制器控制，因此控制方法应该在离散时间系统中有着较好的表现。目前，还尚未有针对龙门平台设计的控制器同时满足以上条件。

发明内容

本发明的目的是提供一种龙门平台的轮廓跟踪与双边同步协同控制方法及系统，能够解决龙门平台的精密协同的轮廓控制问题，同时使得龙门平台在数字控制器下，在环境中存在干扰和不确定性的情况下，依然保持精密的轮廓跟踪性能。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种龙门平台的轮廓跟踪与双边同步协同控制方法，所述龙门平台的轮廓跟踪与双边同步协同控制方法应用于一种龙门平台系统，所述龙门平台系统包括X轴、第一Y轴和第二Y轴，所述方法包括：

获取龙门平台系统的采样时间；

在设定时刻，分别获取所述X轴与所述第一Y轴之间的轮廓误差以及所述X轴与所述第二Y轴之间的轮廓误差，所述设定时刻为采样时间的整数倍；

在所述设定时刻，确定所述第一Y轴和所述第二Y轴之间的同步误差；

根据所述轮廓误差和所述同步误差，确定协同误差；

获取所述X轴、所述第一Y轴和所述第二Y轴的跟踪误差；

根据所述协同误差和各所述跟踪误差，确定综合误差；

根据所述综合误差，设计离散时间混合阶次滑模控制器；

整定所述滑模控制器和所述综合误差的参数，直到各误差均满足系统设计指标。

可选的，所述获取龙门平台系统的采样时间，具体包括：

获取龙门平台系统的采样频率；

根据所述采样频率，确定龙门平台系统的采样时间。

可选的，所述根据所述轮廓误差和所述同步误差，确定协同误差，具体包括：

根据所述轮廓误差和所述同步误差采用公式得到协同误差；