[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）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

本發(fā)明公開了一種智能手套機(jī)電機(jī)的柔性速度控制方法，包括以下步驟：確定智能手套機(jī)電機(jī)動作時允許的最大加速度，并設(shè)定電機(jī)的初始速度、結(jié)束速度、最大速度、加速度和目標(biāo)位置距離；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；以時間周期為速度規(guī)劃周期進(jìn)行實時速度規(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。本發(fā)明滿足了加減速平穩(wěn)、加速度連續(xù)且運(yùn)算量小，非常適合嵌入式系統(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請屬于運(yùn)動控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種智能手套機(jī)電機(jī)的柔性速度控制方法。

背景技術(shù)

隨著紡織業(yè)的需求增加，全自動智能手套機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用，目前的智能手套機(jī)采用了多電機(jī)單元代替?zhèn)鹘y(tǒng)的齒輪結(jié)構(gòu)。比如，智能手套機(jī)的選針系統(tǒng)主要依靠步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動滾筒轉(zhuǎn)動一定距離，使得滾筒銷將選針鳥片頂起，從而選中與選針鳥片間接相連的織針。然而，要頂起選針鳥片就會使得步進(jìn)電機(jī)承受很大負(fù)載，容易發(fā)生過載現(xiàn)象，而一旦過載就將引起失步，導(dǎo)致手套機(jī)機(jī)械碰撞損壞機(jī)器，尤其是在高速運(yùn)動且加減速頻繁情況下更易發(fā)生。良好的步進(jìn)電機(jī)加減速控制方法可以避免手套機(jī)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動過程中出現(xiàn)的沖擊、失步或振動現(xiàn)象，同時實現(xiàn)動作的快速反應(yīng)，短時間達(dá)到指定速度。

目前，在智能手套機(jī)控制系統(tǒng)中普遍采用的是基于梯形曲線速度規(guī)劃，計算量小，適合小容量、低性能的嵌入式設(shè)備，但是該算法在在啟、停階段及加減速的開始和結(jié)束階段存在加速度突變，容易產(chǎn)生沖擊；部分手套機(jī)控制系統(tǒng)中采用S型曲線速度規(guī)劃，在加減速階段較為平穩(wěn)，但是該算法步驟繁瑣，運(yùn)算復(fù)雜，而且加減速過程中仍然存在加速度不連續(xù)的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的目的在于提供一種智能手套機(jī)電機(jī)的柔性速度控制方法，滿足了加減速平穩(wěn)、加速度連續(xù)且運(yùn)算量小，非常適合嵌入式系統(tǒng)。

為實現(xiàn)上述目的，本申請所采取的技術(shù)方案為：

以下還提供了若干可選方式，但并不作為對上述總體方案的額外限定，僅僅是進(jìn)一步的增補(bǔ)或優(yōu)選，在沒有技術(shù)或邏輯矛盾的前提下，各可選方式可單獨(dú)針對上述總體方案進(jìn)行組合，還可以是多個可選方式之間進(jìn)行組合。

一種智能手套機(jī)電機(jī)的柔性速度控制方法，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a_max，并設(shè)定電機(jī)的初始速度v_s、結(jié)束速度v_e、最大速度v_max、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；

步驟3、以時間周期T為速度規(guī)劃周期進(jìn)行實時速度規(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，計算得到第i個速度規(guī)劃周期的期望速度值v(t)_i；

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f_i，因此可計算得到第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算得到第i個速度規(guī)劃周期內(nèi)所需的脈沖數(shù)