[发明专利]预算轴定位过程的算法

说明书

本发明公开了预算轴定位过程的算法，涉及伺服控制技术领域。本发明预算轴定位过程的算法，算法建模步骤和算法应用步骤：算法应用步骤包括，从轴先随主轴位移同步转动，建立二者角度坐标；从轴依据主轴和从轴各自相对于其零位的角度及工艺要求的主/从轴间对齐角度，计算出从轴轴定位编码器计量的角度对齐行程；调用算法模型，预算出角度对齐累计位移过程曲线；计算出对应的角度对齐位移增量；与主轴同步位移增量相加，作为从轴位移同步增量设定值，实现角度对齐或对齐偏差修正功能；完成。本发明预算轴定位过程的算法在位移同步运行过程中，实现基于位移同步控制的角度对齐或角度对齐偏差修正功能。

技术领域

本发明涉及伺服控制技术领域，特别是涉及预算轴定位过程的算法。

背景技术

伺服驱动器又称为“伺服控制器”、“伺服放大器”，是用来控制伺服电机的一种控制器，其作用类似于变频器作用于普通交流马达，属于伺服系统的一部分，主要应用于高精度的定位系统，一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制，实现高精度的传动系统定位，是传动技术的高端产品，伺服驱动器是现代运动控制的重要组成部分，被广泛应用于工业机器人及数控加工中心等自动化设备中；

目前的伺服控制器不公开其内部预算轴定位过程的算法模型等核心技术，部分厂家的伺服控制器缺少基于位移同步控制的轴定位(角度对齐或角度对齐偏差修正)功能；因此，我们提出预算轴定位过程的算法。

发明内容

本发明的目的在于提供预算轴定位过程的算法，通过研发预算轴定位过程算法模型，在应用层面或集成于伺服控制器中，实现基于位移同步控制器的轴定位(角度对齐或角度对齐偏差修正)功能，以解决上述背景中提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为预算轴定位过程的算法，包括算法建模和算法应用步骤：

算法建模步骤如下：

步骤1：用解析几何方法建立描述量化轴定位连续平滑速度过程的基本方程式X²*(X+1)＝S*N/A/2；其中：X为一段变加速度段所用的单位时间数，轴定位速度过程由4个相互对称的变加速度段包围，成为轴定位速度连续平滑变化的基础；X≥1，预算速度过程肯定连续平滑，即要求S*N/A≥2。S为轴定位行程，A为轴定位最大加速度，N为等分加速度A的份数，用于计算变加速度段速变过程。

步骤2：模型参数A≥1rpm，X≥1和定位行程S≥1Incr给定，可算出N值；若N＜X*A/Ta，则N＝X*A/Ta；受加速度约束，若X＞N，则X＝N；受速度Xm*(Xm+1)*A/N≤V约束，若X＞Xm，则X＝Xm；模型参数Ta≥0.2ms为单位计算时间；X和N确定，可计算变加速度部分实际行程Sx＝2*X²*(X+1)*A/N，实际最大加速度Ax＝X*A/N。

步骤3：建立匀加速部分方程式Y²+(3X+1)*Y＝Sy*N/A/X；Sy＝S-Sx，如Sy＞1，N、A、X已定，求解Y；Y≥0，以Ax≤A恒加速度速变，受速度X*(X+1)*A/N+X*Ym*A/N≤V约束，若Y＞Ym，则Y＝Ym。

步骤4：建立匀速部分方程式Z*X*(X+Y+1)*A/N＝Sz；Sz＝S-Sx-Sy，如Sz≥X*(X+Y+1)*A/N/2，四舍五入计算Z。

步骤5：M＝X+Y+Z，得到轴定位连续平滑速度过程离散数组元素总数；按组成轴定位连续平滑速度过程的7段速度变化分别计算加速度离散数组元素值Ai；速度离散数组元素值Vi＝∑Ai；位移过程离散数组元素值Si＝∑Vi，1≤i≤M；计算过程平差比例系数c＝S/Sm，遍乘位移过程离散数组元素Si，不改预算的轴定位速度过程的连续平滑特征。

算法应用步骤如下：

应用步骤6：从轴先随主轴位移同步转动，一旦主轴与从轴分别检测到轴编码器零位信号，则二者角度坐标建立；