[發明專利]雙慣量伺服系統的諧振抑制方法以及諧振抑制裝置

在審

• 申請號: 202210346882.1
• 申請日: 2022-04-02
• 公開（公告）號: CN114665770A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 區均灌;蘇合群;官鵬飛;盧海洋;吳林澤
• 申請（專利權）人: 珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: H02P21/05
• 分類號: H02P21/05;H02P21/22
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 霍文娟

本申請提供了一種雙慣量伺服系統的諧振抑制方法以及諧振抑制裝置，該方法包括：確定伺服控制子系統的電機是否出現異常工況，異常工況包括以下至少之一：諧振、軸電流的變化率超出變化率閾值；獲取初始位置偏差，初始位置偏差為負載的實際位置與電機的實際位置的差值；在電機發生異常工況的情況下，根據電機的目標參數，對初始位置偏差進行濾波處理，得到位置偏差，并將位置偏差發送給位置環的輸入端，以使位置環根據位置給定值、電機的實際位置以及位置偏差，對電機的位置進行閉環控制，使得控制后的電機不出現異常工況。本申請解決了現有技術中雙慣量伺服系統的振蕩較大的問題。

技術領域

本申請涉及電機控制領域，具體而言，涉及一種雙慣量伺服系統的諧振抑制方法、抑制裝置、計算機可讀存儲介質、處理器以及雙慣量伺服控制系統。

背景技術

目前，滾珠絲杠傳動憑借著高剛度、低磨損、高效率、滾動摩擦、壽命長等優點，成為將伺服電機的旋轉運動轉換為工作臺直線進給的解決方案。而位置伺服系統的控制在很大程度上取決于滾珠絲杠傳動對于期望軌跡的跟蹤性能。與旋轉運動不同，直線運動除了可以使用旋轉電機編碼器的位置信息來實現位置閉環，還有另外一種方式，使用直線負載側光柵系統的位置信息來構成位置閉環。進給機械中存在多個誤差源：(1)加工時滾珠絲杠將會產生熱膨脹進而導致由溫度特性引起的定位誤差；(2)由滾珠和螺母之間的間隙非線性導致的反向誤差；(3)滾珠絲杠螺距帶來旋轉運動變換成直線運動的非線性誤差；(4)機械作用導致的形變誤差。而全閉環的位置回路將進給傳動的機械環節全部包含，因此由機械導致的誤差能夠被工作臺的直線光柵尺檢測，并且通過位置環實現修正，從而消除多個誤差源。因此，隨著對精度的要求越來越高，在位置閉環中光柵系統變得越來越重要。

在進給伺服系統的機械傳動部分，其剛度是有限的，存在一定的彈性。進而在系統中引入了一對共軛極點，即二階臨界振蕩環節，而不斷拓寬的伺服帶寬與負載的固有頻率相重疊，進而激發系統中的諧振。這種情況下不僅會造成加工表面出現振動紋波、甚至會對機械造成嚴重損傷。通過優化機械設計，引入減震器、加固止推軸承等方式可以在一定程度上抑制諧振，但是當工況發生變化或者伺服帶寬提高，此時又會出現諧振現象。

因此，亟需一種方法，來解決現有的伺服系統的振蕩較大的問題。

在背景技術部分中公開的以上信息只是用來加強對本文所描述技術的背景技術的理解，因此，背景技術中可能包含某些信息，這些信息對于本領域技術人員來說并未形成在本國已知的現有技術。

發明內容

本申請的主要目的在于提供一種雙慣量伺服系統的諧振抑制方法、抑制裝置、計算機可讀存儲介質、處理器以及雙慣量伺服控制系統，以解決現有技術中雙慣量伺服系統的振蕩較大的問題。

根據本發明實施例的一個方面，提供了一種雙慣量伺服系統的諧振抑制方法，所述雙慣量伺服系統包括連接的伺服控制子系統以及負載，所述伺服控制子系統具有電流環、速度環以及位置環，所述方法包括：確定步驟，確定所述伺服控制子系統的電機是否出現異常工況，所述異常工況包括以下至少之一：諧振、軸電流的變化率超出變化率閾值；獲取步驟，獲取初始位置偏差，所述初始位置偏差為所述負載的實際位置與所述電機的實際位置的差值；濾波步驟，在所述電機發生所述異常工況的情況下，根據所述電機的目標參數，對所述初始位置偏差進行濾波處理，得到位置偏差，并將所述位置偏差發送給所述位置環的輸入端，以使所述位置環根據位置給定值、所述電機的實際位置以及所述位置偏差，對所述電機的位置進行閉環控制，使得控制后的所述電機不出現所述異常工況，其中，在所述異常工況包括所述諧振的情況下，所述目標參數包括所述電機的諧振頻率；在所述異常工況包括所述變化率超出所述變化率閾值的情況下，所述目標參數包括所述變化率。

可選地，根據所述電機的目標參數，對所述初始位置偏差進行濾波處理，得到位置偏差，包括：根據所述諧振頻率和/或所述變化率，確定濾波的時間常數；根據所述時間常數對應的傳遞函數，對所述初始位置偏差進行濾波處理，得到所述位置偏差。