應(yīng)用于龍門機(jī)構(gòu)的伺服同步控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】應(yīng)用于龍門機(jī)構(gòu)的伺服同步控制方法及系統(tǒng)，龍門機(jī)構(gòu)由兩套伺服系統(tǒng)共同驅(qū)動，兩套伺服系統(tǒng)中的任一臺伺服驅(qū)動器通過比較其所控制的伺服電機(jī)和另外一臺伺服電機(jī)位置關(guān)系，調(diào)整其所控制的伺服電機(jī)的速度，實(shí)現(xiàn)兩電機(jī)的同步。本發(fā)明的有益效果是：通過伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兩臺電機(jī)的同步補(bǔ)償，提高兩臺伺服電機(jī)的同步性，減少龍門機(jī)構(gòu)承受扭力或運(yùn)動過程中大幅振動等不良問題的發(fā)生；不需要使用昂貴的傳感器（如光柵尺等），減少成本投入，提高可維護(hù)性；直接在伺服系統(tǒng)內(nèi)容實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的同步補(bǔ)償，不需上位系統(tǒng)處理，提高的了同步性補(bǔ)償?shù)捻憫?yīng)速度。
【專利說明】應(yīng)用于龍門機(jī)構(gòu)的伺服同步控制方法及系統(tǒng)
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及電機(jī)控制領(lǐng)域，具體涉及一種多電機(jī)同步控制方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]采用伺服電機(jī)控制的龍門結(jié)構(gòu)屬于《智能制造裝備產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展路線圖》所述的八項(xiàng)核心智能測控裝置與部件中伺服控制機(jī)構(gòu)的一種，由于具有龍門結(jié)構(gòu)的機(jī)械裝置，往往慣量大、負(fù)載重，很難由一個驅(qū)動電機(jī)帶動。比較常見的方案是在龍門裝置的兩邊分別安裝一臺驅(qū)動電機(jī)，運(yùn)動時由兩臺電機(jī)同時驅(qū)動。兩臺伺服系統(tǒng)的位置指令由同一上位控制發(fā)出，即兩臺伺服系統(tǒng)在相同時刻的位置指令是相同的。
[0004]龍門機(jī)構(gòu)兩邊的兩臺伺服系統(tǒng)同時工作于半閉環(huán)模式下時，所謂半閉環(huán)模式指的是位置指令由上位控制系統(tǒng)發(fā)出，但上位控制系統(tǒng)本身并不對位置進(jìn)行閉環(huán)控制，被控對象的位置靠伺服系統(tǒng)來保障。伺服系統(tǒng)通過電機(jī)反饋的位置信息和上位控制系統(tǒng)的位置指令進(jìn)行比較并通過閉環(huán)控制以驅(qū)動電機(jī)使被控對象運(yùn)動至指令位置。
[0005]若其中一臺遭遇負(fù)載擾動，則其瞬態(tài)速度、位置便會與另外一臺產(chǎn)生差異，從而產(chǎn)生應(yīng)力。由于兩臺伺服系統(tǒng)各自處于位置閉環(huán)模式下，為克服應(yīng)力兩臺伺服可能工作于相互牽制狀態(tài)下，從而導(dǎo)致龍門機(jī)構(gòu)承受扭力或運(yùn)動過程中大幅振動。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)中 有通過外部檢測裝置如光柵尺來檢測兩臺電機(jī)的運(yùn)動位置，并將位置信息反饋到上位控制系統(tǒng)，上位控制系統(tǒng)根據(jù)反饋情況對電機(jī)運(yùn)動進(jìn)行調(diào)整，不過這種處理方法需要加裝外部檢測裝置，同時為保證兩臺電機(jī)的同步對加裝的檢測裝置精度要求高，這樣使得整個設(shè)備成本增加，同時增加了維護(hù)的成本和難度，另外由于需要通過上位控制系統(tǒng)的處理，使得處理時間增加，不利于快速調(diào)整。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種應(yīng)用于龍門機(jī)構(gòu)的伺服同步控制方法及系統(tǒng)，本發(fā)明通過對兩臺伺服電機(jī)的位置信息交叉反饋，由伺服驅(qū)動器對位置偏差進(jìn)行比較校正，從而實(shí)現(xiàn)兩臺伺服電機(jī)同步運(yùn)轉(zhuǎn)功能，克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題。
[0008]為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種應(yīng)用于龍門機(jī)構(gòu)的伺服同步控制方法，所述龍門機(jī)構(gòu)由兩套伺服系統(tǒng)共同驅(qū)動，其中:兩套伺服系統(tǒng)中的任一臺伺服驅(qū)動器通過比較其所控制的伺服電機(jī)和另外一臺伺服電機(jī)位置關(guān)系，調(diào)整其所控制的伺服電機(jī)的速度，實(shí)現(xiàn)兩電機(jī)的同步。
[0009]優(yōu)選的，兩套伺服系統(tǒng)中的任一臺伺服驅(qū)動器通過同時接收本套伺服系統(tǒng)的反饋信號和另外一套伺服系統(tǒng)的反饋信號比較兩臺伺服電機(jī)的位置關(guān)系。
[0010]優(yōu)選的，所述伺服驅(qū)動器通過在原有速度控制中加入兩臺伺服電機(jī)位置偏差負(fù)反饋補(bǔ)償?shù)姆绞秸{(diào)整其所控制的伺服電機(jī)的速度。[0011]優(yōu)選的，負(fù)反饋補(bǔ)償?shù)姆绞骄唧w包括:
方法A:使用另外一軸的位置偏差減本軸位置偏差，將該偏差乘以比例系數(shù)K，，K取O —10區(qū)間內(nèi)的值，并對符號取反后加至本軸交流伺服位置閉環(huán)輸出的速度指令上形成對該偏差的負(fù)反饋閉環(huán)控制；
或者方法B:使用本軸位置偏差減另外一軸的位置偏差，將該偏差乘以比例系數(shù)K’，K’取O —10區(qū)間內(nèi)的值后，加至本軸交流伺服位置閉環(huán)輸出的速度指令上形成對該偏差的負(fù)反饋閉環(huán)控制。
[0012]優(yōu)選的，所述反饋信號為伺服系統(tǒng)電機(jī)編碼器的反饋信號；
優(yōu)選的，所述反饋信號還可以為伺服驅(qū)動器處理后的編碼器反饋信號；
優(yōu)選的，應(yīng)用于龍門機(jī)構(gòu)的伺服同步控制方法的具體步驟為:
步驟1，伺服系統(tǒng)A將伺服電機(jī)A和伺服電機(jī)B的反饋位置分別與指令位置比較求出伺服系統(tǒng)A和伺服系統(tǒng)B的位置偏差ΔA,ΔB
步驟2，將進(jìn)行比較求出其差值
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于龍門機(jī)構(gòu)的伺服同步控制方法，所述龍門機(jī)構(gòu)由兩套伺服系統(tǒng)共同驅(qū)動，其特征在于: 兩套伺服系統(tǒng)中的任一臺伺服驅(qū)動器通過比較其所控制的伺服電機(jī)和另外一臺伺服電機(jī)位置關(guān)系，調(diào)整其所控制的伺服電機(jī)的速度，實(shí)現(xiàn)兩電機(jī)的同步。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于龍門機(jī)構(gòu)的伺服同步控制方法，其特征在于:兩套伺服系統(tǒng)中的任一臺伺服驅(qū)動器通過同時接收本套伺服系統(tǒng)的反饋信號和另外一套伺服系統(tǒng)的反饋信號比較兩臺伺服電機(jī)的位置關(guān)系。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于龍門機(jī)構(gòu)的伺服同步控制方法，其特征在于:所述伺服驅(qū)動器通過在原有速度控制中加入兩臺伺服電機(jī)位置偏差負(fù)反饋補(bǔ)償?shù)姆绞秸{(diào)整其所控制的伺服電機(jī)的速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用于龍門機(jī)構(gòu)的伺服同步控制方法，其特征在于:所述的負(fù)反饋補(bǔ)償?shù)姆绞骄唧w包括: 方法A:使用另外一軸的位置偏差減本軸位置偏差，將該偏差乘以比例系數(shù)K，，K取O —10區(qū)間內(nèi)的值，并對符號取反后加至本軸交流伺服位置閉環(huán)輸出的速度指令上形成對該偏差的負(fù)反饋閉環(huán)控制； 或者方法B:使用本軸位置偏差減另外一軸的位置偏差，將該偏差乘以比例系數(shù)K’，K’取O —10區(qū)間內(nèi)的值后，加至本軸交流伺服位置閉環(huán)輸出的速度指令上形成對該偏差的負(fù)反饋閉環(huán)控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于龍門機(jī)構(gòu)的伺服同步控制方法，其特征在于:所述反饋信號為伺服系統(tǒng)電機(jī)編碼器的反饋信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng) 用于龍門機(jī)構(gòu)的伺服同步控制方法，其特征在于:所述反饋信號還可以是伺服驅(qū)動器處理后的編碼器反饋信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的應(yīng)用于龍門機(jī)構(gòu)的伺服同步控制方法，其特征在于:所述的方法的具體步驟為: 步驟1，伺服系統(tǒng)A將伺服電機(jī)A和伺服電機(jī)B的反饋位置分別與指令位置比較求出伺服系統(tǒng)A和伺服系統(tǒng)B的位置偏差&A.&B ； 步驟2,將Δ4、AS進(jìn)行比較求出其差值A(chǔ)fSA , ArSA = M-AA^ AtBA = M-M ； 步驟3, AM經(jīng)過比例控制器2后輸出速度指令補(bǔ)償值, ^ AfBA = AB-J^A，”，二 P ;若 = A^ Afl ’ ”, = -P ^BA ； 其中P為比例控制器2的比例系數(shù)； 步驟4，所述伺服系統(tǒng)A的位置環(huán)輸出的速度指令》T減掉補(bǔ)償值H,后將速度指令發(fā)送至所述伺服系統(tǒng)A的速度閉環(huán)控制模塊； 伺服系統(tǒng)B以同樣的原理工作。
8.一種應(yīng)用于龍門機(jī)構(gòu)的伺服控制系統(tǒng)，所述龍門機(jī)構(gòu)由兩套伺服系統(tǒng)共同驅(qū)動，所述伺服系統(tǒng)均包括伺服驅(qū)動器、伺服電機(jī)和電機(jī)編碼器，其特征在于:所述伺服驅(qū)動器包括至少一個編碼器信號輸出接口和至少兩個編碼器信號輸入接口。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的伺服控制系統(tǒng)，其特征在于:兩臺伺服驅(qū)動器中任一臺伺服驅(qū)動器 的一個編碼器信號輸出接口同另外一臺伺服驅(qū)動器的一個編碼器信號輸入接口相連接。
【文檔編號】G05B13/04GK103676653SQ201310685159
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月16日
【發(fā)明者】周旭 申請人:成都樂創(chuàng)自動化技術(shù)股份有限公司