[发明专利]一种提花小圆机的高精度控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种提花小圆机的高精度控制方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1，上位机发送织物花型指令，主控芯片对织物花型指令进行处理分析，将速度命令发送给步进电机，控制步进电机按给定的速度带动传动皮带完成送纱；

步骤2，霍尔传感器进行采样并将采集到的步进电机实时速度反馈给主控芯片；

步骤3，主控芯片对步进电机实时速度进行谐波识别并计算补偿曲线，将新的命令发送给步进电机驱动器，步进电机按新命令进行工作。

2.根据权利要求1所述的一种提花小圆机的高精度控制方法，其特征在于，所述步骤3中，具体为：

步骤3.1，主控芯片将步进电机实时速度采用快速傅里叶变换算法，得到平铺分析图，平铺分析图中每一个相位对应一个幅值，并对高次谐波进行识别；

其中，进行快速傅里叶变换算法时，采样频率为F_s，信号频率为F，如式(1)所示，采样点数为N，经过FFT之后的结果为N点的复数，每一个结果对应着一个频率点；

F＝[f₁f₂ L f_s]^T (1)；

式(1)中，L为频率数据长度，f₁，f₂，f_s为谐波频率；

步骤3.2，将平铺分析图中的每一个相位和幅值，采用三角函数展开，将幅值和相位的数组转化为sin和cos函数的系数，得到谐波函数，如式(2)所示；

式(2)中，y₀为初始转速波动，a_s表示幅值，b_s表示相位，Δt表示时间间隔；

步骤3.3，根据每个谐波分量的幅值a_s和相位b_s，建立最优化模型，如式(3)及式(4)所示；

y为转速波动；

其中，M为一个4行m列的自变量矩阵，如式(5)所示：

把式(3)代入式(5)中，可得X＝[y₀ a₁ b₁ L a_s b_s]；

其中，L为频率数据长度，m表示时间计数，f_s为谐波频率，Δt₁，Δt₂，Δt_m分别表示m时刻的时间间隔；

步骤3.4，经步骤3.3后，采用最小二乘法来求解系数a_s，b_s，如式(6)所示；

X＝(M^TM)^-1M^Ty (6)；

根据式(6)求出a_s，b_s后，将a_s，b_s带入式(2)中，求出

将求出的和y带入式(3)中，求出补偿部分的转速Δy_s；

补偿部分的转速Δy_s如式(7)所示：

Δy_s＝[1 sin(2πf₁Δt_m) cos(2πf₁Δt_m) L sin(2πf_sΔt_m) cos(2πf_sΔt_m)] (7)；

各个时间点的值为补偿曲线ΔI，如式(8)所示；

其中ΔI为谐波对应的补偿电流，s为计数值，Δθ_s为Δy_s对应的角度；

步骤3.5，主控芯片生成电流补偿指令发送给步进电机驱动器，步进电机驱动按给定的速度带动传动皮带完成送纱。