【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及龍門機構領域，更具體地說，涉及一種雙驅(qū)龍門系統(tǒng)運行控制方法、系統(tǒng)及計算機可讀存儲介質(zhì)。
技術介紹
1、在工業(yè)自動化控制領域，龍門系統(tǒng)是一種被廣泛采用的結構形式，按照控制驅(qū)動方式可以分為單驅(qū)龍門系統(tǒng)和雙驅(qū)龍門系統(tǒng)。相比于單驅(qū)龍門系統(tǒng)，雙驅(qū)龍門系統(tǒng)的定位精度更高、輸出扭矩更大、動態(tài)響應更好、運行效率更快，因此經(jīng)常被用于大跨距、大行程的精密制造行業(yè)相關設備中。
2、如圖1所示，是典型的雙驅(qū)龍門系統(tǒng)的示意圖，該雙驅(qū)龍門系統(tǒng)包括兩條滑軌11、龍門架以及加工頭或z軸機構14，其中龍門架可包括橫梁12以及分別位于橫梁12兩端的滑塊。上述兩條滑軌11以一定間距沿x方向平行設置，兩個滑塊分別裝設在滑軌11上并分別由兩臺電機驅(qū)動，通過上述電機可控制橫梁12沿x方向運動。加工頭或z軸機構14安裝于橫梁12上，并可沿橫梁的長度方向y滑動。
3、對于上述雙驅(qū)龍門系統(tǒng)，常見的控制方法包括：
4、單反饋多電機：相當于將兩個電機并聯(lián)，并由一組控制信號同時控制兩個電機，如圖2所示。此方案控制比較簡單，但是由于機械和電機的一致性很難保證，兩個電機電流環(huán)控制精度不好導致推力不均衡，控制性能差。
5、主從控制：通過控制器來協(xié)同兩個驅(qū)動器同步運動，如圖3所示。此方案的缺點是由于通信延時、指令響應延時等因素的存在，在高速運動場合兩臺驅(qū)動的同步性能會變差，任何擾動只會在單軸閉環(huán)中校正，而另一軸沒響應，軸間耦合影響較大，不適合高動態(tài)龍門控制。
技術實現(xiàn)思路
1、本專利
2、本專利技術解決上述技術問題的技術方案是，提供一種雙驅(qū)龍門系統(tǒng)運行控制方法，所述雙驅(qū)龍門系統(tǒng)包括龍門架、用于驅(qū)動所述龍門架的第一端在第一導軌上移動的第一伺服電機、用于控制所述第一伺服電機運行的第一伺服驅(qū)動器、用于驅(qū)動所述龍門架的第二端在第二導軌上移動的第二伺服電機以及用于控制所述第二伺服電機運行的第二伺服驅(qū)動器，且所述第一伺服驅(qū)動器和第二伺服驅(qū)動器之間通過高速總線互聯(lián)，所述方法包括：
3、從裝設于所述龍門架的第一端的第一編碼器獲取第一位置反饋信號及從裝設于所述龍門架的第二端的第二編碼器獲取第二位置反饋信號，并根據(jù)所述第一位置反饋信號和第二位置反饋信號生成線性位置信號和同步偏差信號；
4、根據(jù)位置指令信號和所述線性位置信號生成第一速度參考信號并根據(jù)所述第一速度參考信號生成第一轉(zhuǎn)矩參考信號，以及根據(jù)所述同步偏差信號生成第二速度參考信號并根據(jù)所述第二速度參考信號生成第二轉(zhuǎn)矩參考信號；
5、根據(jù)第一轉(zhuǎn)矩參考信號和第一解耦信號生成用于控制所述第一伺服電機運行的第一脈沖寬度調(diào)制信號；以及根據(jù)所述第二轉(zhuǎn)矩參考信號和第二解耦信號生成用于控制所述第二伺服電機運行的第二脈沖寬度調(diào)制信號。
6、作為本專利技術的進一步改進，所述線性位置信號x1根據(jù)以下計算式生成：x1＝(y1+y2)/2；所述同步偏差信號x2根據(jù)以下計算式生成：x2＝(y2-y1)/2；其中，y1為第一位置反饋信號，y2為第二位置反饋信號；
7、所述根據(jù)位置指令信號和所述線性位置信號生成第一速度參考信號，包括：將所述位置指令信號與所述線性位置信號之差作為第一位置環(huán)的輸入，并由所述第一位置環(huán)生成第一速度參考信號；
8、所述根據(jù)所述同步偏差信號生成第二速度參考信號，包括：將所述同步偏差信號的負值作為第二位置環(huán)的輸入，并由所述第二位置環(huán)生成第二速度參考信號。
9、作為本專利技術的進一步改進，所述第一解耦信號由所述第二轉(zhuǎn)矩參考信號構成，所述第二解耦信號由所述第一轉(zhuǎn)矩參考信號構成；
10、所述根據(jù)第一轉(zhuǎn)矩參考信號和第一解耦信號生成用于控制所述第一伺服電機運行的第一脈沖寬度調(diào)制信號，包括：將所述第一轉(zhuǎn)矩參考信號與第二轉(zhuǎn)矩參考信號的差值作為第一電流環(huán)的輸入，并由所述第一電流環(huán)生成第一脈沖寬度調(diào)制信號；
11、所述根據(jù)第二轉(zhuǎn)矩參考信號和第二解耦信號生成用于控制所述第二伺服電機運行的第二脈沖寬度調(diào)制信號，包括：將所述第二轉(zhuǎn)矩參考信號與第一轉(zhuǎn)矩參考信號的和作為第二電流環(huán)的輸入，并由所述第二電流環(huán)生成第二脈沖寬度調(diào)制信號。
12、作為本專利技術的進一步改進，所述方法還包括：將所述位置指令信號進行一次微分運算獲得速度前饋信號；
13、所述根據(jù)所述第一速度參考信號生成第一轉(zhuǎn)矩參考信號，包括：將所述第一速度參考信號和速度前饋信號之差作為第一速度環(huán)的輸入，由所述第一速度環(huán)生成第一轉(zhuǎn)矩參考信號。
14、作為本專利技術的進一步改進，所述方法還包括：將所述位置指令信號進行二次微分運算獲得轉(zhuǎn)矩前饋信號；
15、所述根據(jù)第一轉(zhuǎn)矩參考信號和第一解耦信號生成用于控制所述第一伺服電機運行的第一脈沖寬度調(diào)制信號，包括：將所述轉(zhuǎn)矩前饋信號疊加到第一解耦信號后，將所述第一轉(zhuǎn)矩參考信號與疊加轉(zhuǎn)矩前饋信號的第一解耦信號之差作為第一電流環(huán)的輸入，由所述第一電流環(huán)生成第一脈沖寬度調(diào)制信號。
16、作為本專利技術的進一步改進，所述方法還包括：
17、向所述第一伺服電機施加第一d軸電流，并根據(jù)所述第一編碼器的反饋信號調(diào)整所述第一d軸電流的電角度，直到所述第一編碼器的反饋信號對應的位移為零時獲得所述第一伺服電機的初始電角度；
18、向所述第二伺服電機施加第二d軸電流，并根據(jù)所述第二編碼器的反饋信號調(diào)整所述第二d軸電流的電角度，直到所述第二編碼器的反饋信號對應的位移為零時獲得所述第二伺服電機的初始電角度。
19、作為本專利技術的進一步改進，所述第一伺服電機和第二伺服電機分別為直線電機，所述第一編碼器和第二編碼器分別為直線編碼器。
20、本專利技術還提供一種雙驅(qū)龍門控制系統(tǒng)，用于伺服電機的運行控制，所述控制系統(tǒng)包括第一伺服驅(qū)動器和第二伺服驅(qū)動器，所述第一伺服驅(qū)動器和第二伺服驅(qū)動器分別包括存儲器和處理器，所述存儲器中存儲有可在所述處理器執(zhí)行的計算機程序，且所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)如上所述雙驅(qū)龍門系統(tǒng)運行控制方法的步驟。
21、本專利技術還提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，所述存儲介質(zhì)上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時，實現(xiàn)如上所述雙驅(qū)龍門系統(tǒng)運行控制方法的步驟。
22、本專利技術具有以下有益效果：根據(jù)龍門架兩端的實時位置生成線性位置信號和同步偏差信號，并將上述線性位置信號和同步偏差信號作為兩個伺服驅(qū)動器的位置環(huán)補償信號，實現(xiàn)了基于位置誤差的交叉解耦，從而提高了龍門架兩端同步控制的穩(wěn)定性和可靠性。本專利技術還通過基于共模力進行交叉解耦，實現(xiàn)主從軸之間的負荷平均分配，有效降低兩軸之間的運行偏差，提高整體運行剛性。
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1.一種雙驅(qū)龍門系統(tǒng)運行控制方法，所述雙驅(qū)龍門系統(tǒng)包括龍門架、用于驅(qū)動所述龍門架的第一端在第一導軌上移動的第一伺服電機、用于控制所述第一伺服電機運行的第一伺服驅(qū)動器、用于驅(qū)動所述龍門架的第二端在第二導軌上移動的第二伺服電機以及用于控制所述第二伺服電機運行的第二伺服驅(qū)動器，且所述第一伺服驅(qū)動器和第二伺服驅(qū)動器之間通過高速總線互聯(lián)，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的雙驅(qū)龍門系統(tǒng)運行控制方法，其特征在于，所述線性位置信號X1根據(jù)以下計算式生成：X1＝(Y1+Y2)/2；所述同步偏差信號X2根據(jù)以下計算式生成：X2＝(Y2-Y1)/2；其中，Y1為第一位置反饋信號，Y2為第二位置反饋信號；
3.根據(jù)權利要求2所述的雙驅(qū)龍門系統(tǒng)運行控制方法，其特征在于，所述第一解耦信號由所述第二轉(zhuǎn)矩參考信號構成，所述第二解耦信號由所述第一轉(zhuǎn)矩參考信號構成；
4.根據(jù)權利要求1所述的雙驅(qū)龍門系統(tǒng)運行控制方法，其特征在于，所述方法還包括：將所述位置指令信號進行一次微分運算獲得速度前饋信號；
5.根據(jù)權利要求4所述的雙驅(qū)龍門系統(tǒng)運行控制方法，其特
6.根據(jù)權利要求1-5中任一項所述的雙驅(qū)龍門系統(tǒng)運行控制方法，其特征在于，所述方法還包括：
7.根據(jù)權利要求1-5中任一項所述的雙驅(qū)龍門系統(tǒng)運行控制方法，其特征在于，所述第一伺服電機和第二伺服電機分別為直線電機，所述第一編碼器和第二編碼器分別為直線編碼器。
8.一種雙驅(qū)龍門控制系統(tǒng)，用于伺服電機的運行控制，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括第一伺服驅(qū)動器和第二伺服驅(qū)動器，所述第一伺服驅(qū)動器和第二伺服驅(qū)動器分別包括存儲器和處理器，所述存儲器中存儲有可在所述處理器執(zhí)行的計算機程序，且所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)如權利要求1-7中任一項所述雙驅(qū)龍門系統(tǒng)運行控制方法的步驟。
9.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述存儲介質(zhì)上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時，實現(xiàn)如權利要求1-7中任一項所述雙驅(qū)龍門系統(tǒng)運行控制方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種雙驅(qū)龍門系統(tǒng)運行控制方法，所述雙驅(qū)龍門系統(tǒng)包括龍門架、用于驅(qū)動所述龍門架的第一端在第一導軌上移動的第一伺服電機、用于控制所述第一伺服電機運行的第一伺服驅(qū)動器、用于驅(qū)動所述龍門架的第二端在第二導軌上移動的第二伺服電機以及用于控制所述第二伺服電機運行的第二伺服驅(qū)動器，且所述第一伺服驅(qū)動器和第二伺服驅(qū)動器之間通過高速總線互聯(lián)，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的雙驅(qū)龍門系統(tǒng)運行控制方法，其特征在于，所述線性位置信號x1根據(jù)以下計算式生成：x1＝(y1+y2)/2；所述同步偏差信號x2根據(jù)以下計算式生成：x2＝(y2-y1)/2；其中，y1為第一位置反饋信號，y2為第二位置反饋信號；
3.根據(jù)權利要求2所述的雙驅(qū)龍門系統(tǒng)運行控制方法，其特征在于，所述第一解耦信號由所述第二轉(zhuǎn)矩參考信號構成，所述第二解耦信號由所述第一轉(zhuǎn)矩參考信號構成；
4.根據(jù)權利要求1所述的雙驅(qū)龍門系統(tǒng)運行控制方法，其特征在于，所述方法還包括：將所述位置指令信號進行一次微分運算獲得速度前饋信號；
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：王亮，
申請(專利權)人：深圳市華創(chuàng)智企科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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