[發明專利]一種數控加工的伺服控制方法、裝置、設備和存儲介質

在審

• 申請號: 202310006078.3
• 申請日: 2023-01-04
• 公開（公告）號: CN116088425A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 張長青
• 申請（專利權）人: 中國林業科學研究院木材工業研究所;中國林業科學研究院生態保護與修復研究所
• 主分類號: G05B19/414
• 分類號: G05B19/414
• 代理公司: 北京天方智力知識產權代理事務所(普通合伙) 11719
• 代理人: 王海龍

1.一種數控加工的伺服控制方法，其特征在于，所述方法包括：

根據運動方程對關節進行插補，規劃操作臂末端的運動軌跡；

根據操作臂末端的運動軌跡產生個關節的給定變化量；

根據給定變化量同步控制各關節伺服電機的運轉，在伺服電機運轉過程中動態補償各伺服電機的轉動慣量差異。

2.如權利要求1所述的一種數控加工的伺服控制方法，其特征在于，所述根據給定變化量同步控制各關節伺服電機的運轉，在伺服電機運轉過程中動態補償各伺服電機的轉動慣量差異包括：

將各個關節的給定變化量轉化為各個關節對應的伺服電機的給定轉速；

利用復用器根據給定轉速和各伺服電機反饋的輸出轉速向各伺服電機對應的分解器轉發控制信號；

將其中一伺服電機的速度反饋與其它伺服電機的速度反饋比較，得到速度補償信號；

將分解器接收的控制信號和速度補償信號作為PID控制器給定信號對各個伺服電機進行伺服控制。

3.如權利要求2所述的一種數控加工的伺服控制方法，其特征在于，所述將其中一伺服電機的速度反饋與其它伺服電機的速度反饋比較，得到速度補償信號包括：

獲取每臺伺服電機的輸出轉速和轉動慣量；

根據各伺服電機與其它伺服電機間轉動慣量的比值，得到各伺服電機與其它伺服電機間的速度反饋增益；

比較各伺服電機與其它伺服電機間的輸出轉速的差值，得到各伺服電機與其它伺服電機間的轉速差；

根據各伺服電機與其它伺服電機間的速度反饋增益與轉速差乘積之和，得到各伺服電機的速度補償信號。

4.如權利要求2所述的一種數控加工的伺服控制方法，其特征在于，所述伺服控制包括：

通過位置指令生成器將位置指令輸入位置環控制器，并接收伺服電機的位置反饋；位置環控制器將速度指令輸入速度環控制器，并接收伺服電機的速度反饋；速度環控制器將電流指令輸入電流環控制器，并接收伺服電機的電流反饋；電流環控制器將脈寬調制信號輸出輸入到逆變器，所述逆變器連接到伺服電機。

5.如權利要求1所述的一種數控加工的伺服控制方法，其特征在于，所述根據運動方程對關節進行插補，規劃操作臂末端的運動軌跡包括：

將運動方程設置為：

θ(t)＝a₀+a₁t+a₂t²+a₃t³+a₄t⁴+a₅t⁵；

式中，θ(t)為關節角度；a₀、a₁、a₂、a₃、a₄、a₅為各次項的系數；t為時間；

將插補的約束條件設置為：

θ₀＝a₀；

式中，θ₀為t₀時刻的關節角；θ_f為t_f時刻的關節角；為t₀時刻的關節角速度；為t_f時刻的關節角速度；為t₀時刻的關節角加速度；為t_f時刻的關節角加速度；

根據運動方程和約束條件，得到各次項系數的值。

6.一種數控加工的伺服控制裝置，其特征在于，該裝置包括：

軌跡規劃模塊：根據運動方程對關節進行插補，規劃操作臂末端的運動軌跡；

給定量生成模塊：根據操作臂末端的運動軌跡產生個關節的給定變化量；

伺服控制模塊：根據給定變化量同步控制各關節伺服電機的運轉，在伺服電機運轉過程中動態補償各伺服電機的轉動慣量差異。