[發明專利]基于動態模型實現數控系統過象限二次補償控制的方法

有效

• 申請號: 201710825864.0
• 申請日: 2017-09-14
• 公開（公告）號: CN107463150B
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 杜全;郭帥;孫欣;尹純儒;高瑤;冉慶澤;楊開錦;孫玉財
• 申請（專利權）人: 上海維宏電子科技股份有限公司;上海維宏智能技術有限公司
• 主分類號: G05B19/404
• 分類號: G05B19/404
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔;鄭暄

技術領域

本發明涉及自動控制領域，尤其涉及補償算法領域，具體是指一種基于動態模型實現數控系統過象限二次補償控制的方法。

背景技術

數控設備在工業上應用廣泛，現有技術中關于數控設備控制的過象限補償算法:不同的摩擦條件和機械剛性，在象限切換點處，參與插補運動的各個軸的實際速度不同，機床軸不可能每次都精確的定位到指令值。但各軸的實際位置并不是理想的編程軌跡，尤其在過象限處，產生輪廓誤差。在軸的過象限處預先加入額外的速度設定值脈沖，減小軸突然反向運動中由于機械變形、反向間隙或摩擦條件的突變引起的定位輪廓誤差。該算法通過采集圓弧加工時在過象限處的反饋數據得到誤差信息，根據誤差信息擬合出固定的補償量模型，在圓弧加工時再將補償量進行補償。

其存在如下缺點：1、剛開始補償時，驅動器響應過度提前補償且補償過沖造成誤差反向；2、缺點1導致后面的補償強度偏小達不到補償效果，正向誤差仍然存在；3、通過減小補償強度使得開始補償時過沖減小但是會導致后面的補償更加偏小整體誤差增加；4、通過增加補償延時使得開始過沖延緩誤差減小但是在后面的某處誤差又會增大；5、無法做到有效的使整體誤差在一個方向持續縮小；6、補償模型固定無法自適應，補償起始速度不為零可能是造成驅動過度響應的因素之一；7、需要不斷修改模型或修改參數適應不同的機床過象限補償。

發明內容

本發明的目的是克服了上述現有技術的缺點，提供了一種基于動態模型實現數控系統過象限二次補償控制的方法。

為了實現上述目的，本發明的基于動態模型實現數控系統過象限二次補償控制的方法如下：

該基于動態模型實現數控系統過象限二次補償控制的方法，其主要特點是，所述的方法包括以下步驟；

(1)所述的數控系統尋找位置單軸誤差在過象限處的補償起點、補償終點和補償最大點；

(2)構造補償序列，將所述的補償起點、補償終點作為補償區域限定，所述的補償最大點作為位置誤差增大、減小的結點，建立補償起點到補償最大點之間的第一動態補償模型，建立補償最大點到補償終點之間的第二動態補償模型；

(3)利用最小二乘法分別計算所述的步驟(2)中的第一動態補償模型和第二動態補償模型與實際位置誤差之間的誤差，通過二分法求得使所述的第一動態補償模型和所述的第二動態補償模型最貼合實際位置誤差的區域分配，并以此區域為依據進行實際脈沖補償；

(4)判斷補償次數是否達到系統預設上限；

(5)如果所述的補償次數未達到系統預設上限，則繼續后續步驟(6)，否則繼續后續步驟(8)；

(6)判斷經過此次脈沖補償，所述的位置誤差是否達到系統預置的可接受標準；

(7)如果所述的位置誤差未達到所述的系統預置的可接受標準，則返回上述步驟(2)，進行二次脈沖補償，且所述的二次脈沖補償需對所述的二次補償前一次的脈沖補償后產生的2段區域分別進行補償，否則繼續后續步驟(8)；

(8)結束補償。

較佳地，所述的步驟(2)中的補償序列通過具有加速度規劃功能的算法構造產生。

較佳地，所述的步驟(2)中，所述的第一動態補償模型速度減小和速度增加區域是在第一動態補償模型總區域不變的情況下動態分配，所述的第二動態補償模型速度減小和速度增加區域也在第二動態補償模型總區域不變的情況下動態分配

采用了該發明中的基于動態模型實現數控系統過象限二次補償控制的方法，可以在自適應狀態下進行二次補償完成過象限處位置誤差的整體縮小。本發明可以得到如下有益效果模型根據實際反饋數據動態變化，可以實現最好的補償貼合；無需構造多個模型，動態模型可實現自適應補償；保證誤差縮減的穩定性，一次補償可以使過象限誤差有效縮減一倍，二次補償可以在一次補償的基礎上穩定縮減至少一倍；無需設置過多參數，客戶不需要根據機床不斷調節補償強度和補償延時，時控制更精準，操作更方便。

附圖說明

圖1為本發明的基于動態模型實現數控系統過象限二次補償控制的方法的第一次補償區間圖。

圖2為本發明的基于動態模型實現數控系統過象限二次補償控制的方法的第一次補償后的區間圖即第二次補償區間圖。

圖3為本發明的基于動態模型實現數控系統過象限二次補償控制的方法的各段區間動態模型圖。

具體實施方式

為了能夠更清楚地描述本發明的技術內容，下面結合具體實施例來進行進一步的描述。

該基于動態模型實現數控系統過象限二次補償控制的方法，包括以下步驟：