[发明专利]大扭矩串联式摇摆台的并驱伺服控制方法

摘要

本发明公开了一种大扭矩串联式摇摆台的并驱伺服控制方法包括，双电机的并驱控制方法：由伺服控制器输出相同的速度给定信号给电机A和电机B的驱动器A和驱动器B，并通过角位移反馈差动抑制控制方法补偿双电机在摆动过程中的角位移累计误差，从而获得补偿后的电机驱动信号；双摆动缸的并驱控制方法：采用单液压伺服阀同步驱动双摆动缸，并通过角位移反馈信号控制下的重力距补偿法补偿由系统转动质心偏心导致的控制误差及正弦波形失真。本方法是针对大扭矩双电机并驱和双摆动缸并驱的伺服控制方法，通过引入角位移反馈差动抑制方法和重力矩补偿方法，能够有效保证控制稳定性和改善控制精度及角位移波形失真度。

主权项

1.一种大扭矩串联式摇摆台的并驱伺服控制方法，所述摇摆台的横摇外框采用双电机并驱，所述摇摆台的纵摇内台面采用双摆动缸并驱，控制装置包括上位机、下位机、伺服控制机柜、旋变式角位移传感器和PLC油源控制器，所述伺服控制机柜内设置有伺服控制器、总线通讯卡、数据采集卡、信号调理模块和功率放大模块，所述上位机通过以太网与所述伺服控制器连接，所述伺服控制器、所述总线通讯卡、所述数据采集卡通过PXI总线通讯，所述数据采集卡通过所述信号调理模块与所述旋变式角位移传感器连接，所述数据采集卡的驱动信号通过所述功率放大模块送至控制所述双摆动缸的电液伺服阀，所述总线通讯卡的通讯端通过canopen总线通信协议与两个所述电机的驱动器A和电机驱动器B以及摇摆控制器连接，所述PLC油源控制器通过以太网与所述伺服控制器通讯；所述伺服控制机柜内还设置有交流稳压电源，所述伺服控制器、所述信号调理模块和所述功率放大模块均通过所述交流稳压电源供电；所述伺服控制器、所述总线通讯卡和所述数据采集卡均封装在PXI机箱内；所述总线通讯卡为基于canopen总线通信协议的通用总线接口，采用2ms的闭环周期，同步实时以数字通信方式传输4路测量信号和4路驱动信号，所述测量信号为所述电机或所述摇摆缸的角度信号，所述驱动信号为所述电机或所述摇摆缸的驱动信号；所述控制装置的控制方法，其特征在于：包括双电机的并驱控制方法和双摆动缸的并驱控制方法；双电机的并驱控制方法：由伺服控制器输出相同的速度给定信号给电机A和电机B的驱动器A和驱动器B，并通过角位移反馈差动抑制控制方法补偿双电机在摆动过程中的角位移累计误差，从而获得补偿后的电机驱动信号；双摆动缸的并驱控制方法：采用单液压伺服阀同步驱动双摆动缸，并通过角位移反馈信号控制下的重力距补偿法补偿由系统转动质心偏心导致的控制误差及正弦波形失真；所述角位移反馈差动抑制方法包括下述步骤：(1)电机A的编码器A和电机B的编码器B分别输出电机A和电机B的角位移信号θ1(t)和θ2(t)，角位移反馈信号θ(t)为：θ(t)＝0.5×[θ1(t)+θ2(t)](2)通过角位移反馈信号获取双电机角位移差动反馈信号η(t)为：η(t)＝K2×[θ1(t)‑θ2(t)]式中：K2为差动增益；(3)获取电机A和电机B的驱动信号D1(t)和D2(t)：D1(t)＝K1·(u(t)‑θ(t))‑η(t)D2(t)＝K1·(u(t)‑θ(t))+η(t)式中：K1为控制增益，u(t)为给定角位移；所述重力距补偿法包括下述步骤：(1)通过旋变式角位移传感器获取角位移信号，并获取角位移反馈控制中的误差信号e(t)：e(t)＝α×[u(t)‑θ(t)]式中：α为控制增益，u(t)为给定角位移，θ(t)为角位移反馈信号；(2)通过重力距补偿，获取摆动缸的驱动信号D(t)：D(t)＝e(t)‑k·sin(u(t))式中：k为补偿因子。