[發明專利]一種提高云臺位置精度的動態間隙補償方法

有效

• 申請號: 202010169486.7
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111336217B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 邢超;孫鈺洲;劉萬斌;曹月娥;高軍
• 申請（專利權）人: 山東飛越電子科技有限公司
• 主分類號: F16H1/16
• 分類號: F16H1/16;F16H57/12
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 支文彬

一種提高云臺位置精度的動態間隙補償方法，通過建立的的回程間隙的計算公式，得到不同條件下更為準確的回程間隙，將該動態變化的間隙在云臺的控制程序中進行動態補償，將該動態補償值補償到云臺位置控制中，從而設計了一個能夠計算并實時動態補償回程間隙的模型，根據電機轉速和轉動方向以及當前云臺所處的角度計算出特定條件下的蝸輪蝸桿傳動的回程間隙，通過動態實時的調整間隙補償值，從而提高當回程間隙隨應用條件變化時的位置控制精度。

技術領域

本發明涉及云臺控制技術領域，具體涉及一種提高云臺位置精度的動態間隙補償方法。

背景技術

基于蝸輪蝸桿傳動的開環控制云臺，依然是云臺應用領域較多的一種云臺。其優勢主要是開環控制成本比閉環控制低，控制相對簡單。但同時，整個安防行業對云臺位置控制精度的要求不斷提高。然而蝸輪蝸桿傳動本身存在著一定的回程間隙，當云臺在做位置控制時，由于回程間隙的存在使電機位置控制和云臺負載輸出軸的實際位置存在脫節，控制精度低。

目前，國內外的開環控制的基于蝸輪蝸桿傳動的云臺在回程間隙上也進行了一定的補償處理，方法是根據經驗判斷或者實測，給定一固定補償值進行位置校正。但實際應用時位置精度仍然比較差，因為當傳動機構工作條件變化時，回程間隙不是一個固定值，一般的間隙補償方案只是定性的解決了間隙問題，但沒有解決回程間隙動態變化的問題。

發明內容

本發明為了克服以上技術的不足，提供了一種解決開環控制的基于蝸輪蝸桿傳動的云臺存在回程間隙并且回程間隙為變化的提高云臺位置精度的動態間隙補償方法。

本發明克服其技術問題所采用的技術方案是：

一種提高云臺位置精度的動態間隙補償方法，包括：

a)測量得到云臺蝸輪蝸桿傳動機構回程間隙受負載扭矩M；

b)測量得到云臺中的蝸輪圓周力Ft；

c)測量得到云臺中的蝸桿轉速N1；

d)測量得到云臺中的蝸輪轉速N2；

e)通過公式ΔL＝ΔLm+ΔLf+ΔLn1+ΔLn2計算蝸輪蝸桿傳動回程間隙ΔL，其中ΔLm為與蝸輪蝸桿負載扭矩相關的間隙分量，ΔLm＝h*M，h為負載扭矩M與回程間隙成線性比例的關聯系數，h為大于0小于等于0.001的無符號小數，ΔLf為蝸輪圓周力相關的間隙分量，ΔLf＝i*Ft，i為蝸輪圓周力Ft與回程間隙成線性比例的關聯系數，i為大于0小于等于0.001的有符號小數，ΔLn1為與蝸桿轉速相關的間隙分量，ΔLn1＝j*N1，j為蝸桿轉速N1的關聯系數，j為大于0小于等于0.0017的無符號小數，ΔLn2為與蝸輪轉速相關的間隙分量，ΔLn2＝k*N2，k為蝸輪轉速N2的關聯系數，k為大于0小于0.067的無符號小數。

f)將回程間隙ΔL在云臺的控制程序中進行動態補償。

進一步的，步驟e)中h＝Hmax*cosθ，θ為云臺在俯仰軸向上負載扭矩與負載相對水平面的傾斜角度，Hmax＝ΔLmmax÷M，ΔLmmax為ΔLm的理論最大值。

進一步的，步驟e)中i＝Imax*n3*ε，ε為蝸輪與蝸桿傳動的減速比，n3為電機轉速，Imax＝ΔLfmax÷Ft，ΔLfmax為ΔLf的理論最大值。

進一步的，步驟e)中j＝Jmax*n3*ε，ε為蝸輪與蝸桿傳動的減速比，n3為電機轉速，Jmax＝ΔLn1max÷N1，ΔLn1max為ΔLn1的理論最大值。

進一步的，步驟e)中k＝Kmax*n3*ε，ε為蝸輪與蝸桿傳動的減速比，n3為電機轉速，Kmax＝ΔLn2max÷N2，ΔLn2max為ΔLn2的理論最大值。