[發(fā)明專利]一種智能手套機(jī)電機(jī)的柔性速度控制方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010627575.1 | 申請日： | 2020-07-01 |
| 公開（公告）號： | CN111711387B | 公開（公告）日： | 2022-09-23 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 董輝;董高鋒;金雨芳;吳祥;羅立鋒 | 申請（專利權(quán)）人： | 浙江工業(yè)大學(xué) |
| 主分類號： | H02P8/14 | 分類號： | H02P8/14;H02P8/32;H02P8/38;H02P23/20;H02P23/00;D04B15/99 |
| 代理公司： | 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240 | 代理人： | 楊天嬌 |
| 地址： | 310014 浙*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 智能 手套 機(jī)電 柔性 速度 控制 方法 | ||
1.一種智能手套機(jī)電機(jī)的柔性速度控制方法，其特征在于，所述智能手套機(jī)電機(jī)的柔性速度控制方法包括以下步驟：
步驟1、確定智能手套機(jī)電機(jī)動作時允許的最大加速度amax，并設(shè)定電機(jī)的初始速度vs、結(jié)束速度ve、最大速度vmax、加速度a和目標(biāo)位置距離S；
步驟2、將電機(jī)的速度控制軌跡依照梯形曲線劃分為加速階段、勻速階段和減速階段，并根據(jù)初始速度、結(jié)束速度、最大速度和加速度計(jì)算出加速階段、勻速階段和減速階段對應(yīng)的運(yùn)行距離，并判斷是否存在勻速階段；
其中，所述步驟2中，根據(jù)梯形曲線計(jì)算整個速度控制過程是否存在勻速階段，具體計(jì)算方法如下：
其中，t1、t2、t3為加速階段、勻速階段和減速階段對應(yīng)的運(yùn)行時間，S1、S2、S3為加速階段、勻速階段和減速階段對應(yīng)的運(yùn)行距離，此時存在兩種情況：
(a)當(dāng)S1+S2＞S3時，此時速度控制過程能達(dá)到最大速度vmax，且存在完整的加速階段、勻速階段、減速階段，根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的步長特性將S1、S2、S3換算成相應(yīng)的控制過程脈沖數(shù)P1、P2、P3；
(b)當(dāng)S1+S2≤S3時，整個速度控制過程不存在勻速階段，當(dāng)且僅當(dāng)S1+S2＝S3時速度控制過程速度能達(dá)到最大速度vmax，此時需重新計(jì)算加減速段時間與距離：S1＝S3＝S/2，根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的步長特性將S1、S3換算成相應(yīng)的控制過程脈沖數(shù)P1、P3，且此時P2＝0；
步驟3、以時間周期T為速度規(guī)劃周期進(jìn)行實(shí)時速度規(guī)劃，當(dāng)系統(tǒng)位置脈沖發(fā)送時間大于或等于速度規(guī)劃周期時，即進(jìn)行一次加減速控制直至智能手套機(jī)運(yùn)動至目標(biāo)位置；
其中，所述步驟3包括：
步驟3.1、電機(jī)以初始速度進(jìn)行余弦加速，當(dāng)系統(tǒng)位置脈沖發(fā)送時間大于或等于速度規(guī)劃周期時，獲取當(dāng)前時刻電機(jī)的角度，并根據(jù)角度從預(yù)設(shè)的余弦值表中讀取余弦值，計(jì)算得到第i個速度規(guī)劃周期的期望速度值v(t)i，所述余弦值表包括由0度開始以1度遞增計(jì)算得到的余弦值；
步驟3.2、將第i個速度規(guī)劃周期的期望速度值v(t)i作為第i個速度規(guī)劃周期的定時器頻率fi，因此可計(jì)算得到第i個速度規(guī)劃周期中每個脈沖對應(yīng)的定時器周期為由此可計(jì)算得到第i個速度規(guī)劃周期內(nèi)所需的脈沖數(shù)
步驟3.3、根據(jù)處理器的工作特性建立第i個速度規(guī)劃周期中每個脈沖對應(yīng)的定時器周期為其中，arri為第i個速度規(guī)劃周期的自動重裝載值，Timprescaler為時鐘預(yù)分頻系數(shù)，Tck為處理器的主頻；因此建立公式根據(jù)該公式計(jì)算出arri，即將期望速度值v(t)i轉(zhuǎn)化為自動重裝載值，將實(shí)時速度規(guī)劃轉(zhuǎn)化為脈沖個數(shù)記錄問題，進(jìn)行智能手套機(jī)的運(yùn)動控制；
所述步驟3中，每完成一次加減速控制，更新一次當(dāng)前控制過程的總脈沖數(shù)nP與規(guī)劃周期數(shù)nT，當(dāng)nP＞P1時，進(jìn)入下一個控制階段：當(dāng)nP＞P1且P2＞0時，此時速度控制過程進(jìn)入勻速階段；當(dāng)脈沖計(jì)數(shù)nP＞P1且P2＝0時，無論v(t)是否達(dá)到vmax都直接進(jìn)入減速階段。
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