一种交流伺服系统及其谐振控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种交流伺服系统及其谐振控制方法。所述交流伺服系统谐振控制方法包括：周期性获取所述交流伺服系统的输入信号的跟随误差信号；判断所述跟随误差信号是否处于预设误差范围内；若不是，根据所述跟随误差信号，利用自适应频率估算器计算出所述伺服系统的谐振频率；根据所述谐振频率调整陷阱滤波器的参数。本发明专利技术提供的交流伺服系统及其谐振控制方法，通过周期性获取输入信号的跟随误差信号，并在所述跟随误差信号不处于预设误差范围内时利用自适应频率估算器计算出所述伺服系统的谐振频率，以及基于所述谐振频率调整调整所述陷阱滤波器的参数，从而快速及时的抑制谐振。

An AC Servo System and Its Resonance Control Method

The invention relates to an AC servo system and a resonant control method thereof. The resonance control method of the AC servo system includes periodically acquiring the following error signal of the input signal of the AC servo system, judging whether the following error signal is within the preset error range, if not, calculating the resonance frequency of the servo system by using an adaptive frequency estimator based on the following error signal, and adjusting the notch according to the resonance frequency. The parameters of well filter. The AC servo system and its resonant control method provided by the present invention obtain the tracking error signal of the input signal periodically, calculate the resonant frequency of the servo system by using an adaptive frequency estimator when the tracking error signal is not within the preset error range, and adjust the parameters of the trap filter based on the resonant frequency, so as to be fast and efficient. The restraint resonance is obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种交流伺服系统及其谐振控制方法
本专利技术涉及机械控制
，特别是涉及一种交流伺服系统及其谐振控制方法。
技术介绍
随着交流伺服系统应用的日趋广泛，各种工艺对其稳定性、快速性和准确性等性能提出了更高的要求。一般通过增加位置环与速度环增益，也即增大刚度改善响应性，缩短定位时间。但是高增益容易激发系统的谐振，特别是在采用柔性连接的系统中，振动更为严重。为抑制振动，一般通过时域或者频域模型辨识，或快速傅里叶分析等方法，离线设计陷阱滤波器。但是，这些方法存在如下问题：为了保证稳定性和性能，需要人工参与，不能够实现自动调节；FFT变换需要足够大多的数据以保证频率的精度，对芯片的计算和存储能力有较高需求，且耗费时间较长，而很多时候谐振频率频繁变化，根据FFT方法计算出的谐振频率可能并非交流伺服系统当前的谐振频率。所以，业界迫切的需要一种能够在线实时辨识和抑制谐振振动的控制器设计方法。
技术实现思路
基于此，有必要针对当前交流伺服系统无法快速及时抑制谐振的问题，提供一种交流伺服系统及其谐振控制方法。本专利技术实施例提供了一种交流伺服系统谐振控制方法，包括：周期性获取所述交流伺服系统的输入信号的跟随误差信号；判断所述跟随误差信号是否处于预设误差范围内；若不是，根据所述跟随误差信号，利用自适应频率估算器计算出所述伺服系统的谐振频率；根据所述谐振频率调整陷阱滤波器的参数。本专利技术提供的一些实施例中，所述周期性获取所述交流伺服系统的输入信号的跟随误差信号，包括：周期性获取所述伺服系统输出端的输出信号；计算所述输入信号与所述输出信号的差值，并将所述差值作为所述输入信号的跟随误差信号。本专利技术提供的一些实施例中，所述利用自适应频率估算器计算出所述伺服系统的谐振频率，包括：利用自适应频率估算器根据预设的代数范式计算出所述交流伺服系统的谐振频率。本专利技术提供的一些实施例中，所述预设的代数范式为：其中，所述θ为待估计的谐振频率，所述y(t)为输入信号，所述x为状态变量，所述ξ为阻尼系数，γ所述为决定自适应频率估算器的收敛速度的量。本专利技术提供的一些实施例中，所述根据所述谐振频率调整所述陷阱滤波器的参数，包括：根据所述谐振频率调整所述陷阱滤波器的陷阱深度值。本专利技术提供的一些实施例中，在根据所述谐振频率调整所述陷阱滤波器的陷阱深度值之后，所述交流伺服系统谐振控制方法还包括：获取所述交流伺服系统的输入信号在调整所述陷阱滤波器的陷阱深度值之后的跟随误差信号；判断所述在调整所述陷阱滤波器的陷阱深度值之后的跟随误差信号中谐振频率对应的幅值是否处于预设幅值范围；当所述在调整所述陷阱滤波器的陷阱深度值之后的跟随误差信号中谐振频率对应的幅值不处于预设幅值范围，增大所述陷阱滤波器的陷阱深度值，并返回至所述判断所述在调整所述陷阱滤波器的陷阱深度值之后的跟随误差信号中谐振频率对应的幅值是否处于预设幅值范围的步骤。本专利技术提供的一些实施例中，在获取所述交流伺服系统的输入信号的跟随误差信号之前，所述交流伺服系统谐振控制方法还包括：确定电机惯量、负载惯量以及所述电机和所述负载的预设连接刚度；根据所述电机惯量、所述负载惯量以及所述预设连接刚度，设置PID控制器的控制参数。基于同一专利技术构思，本专利技术实施例还提供了一种交流伺服器系统，所述交流伺服器系统包括：获取模块，用于周期性获取所述交流伺服系统的输入信号的跟随误差信号；判断模块，用于判断所述跟随误差信号是否处于预设误差范围内；自适应频率估算器，用于当所述跟随误差信号不处于预设误差范围内时，计算出所述伺服系统的谐振频率；陷阱滤波器，用于根据所述谐振频率调整陷阱滤波器的参数。本专利技术提供的一些实施例中，所述获取模块用于：周期性获取所述伺服系统输出端的输出信号；计算所述输入信号与所述输出信号的差值，并将所述差值作为所述输入信号的跟随误差信号。本专利技术提供的一些实施例中，所述自适应频率估算器用于：当所述跟随误差信号不处于预设误差范围内时，通过预设的代数范式计算出所述交流伺服系统的谐振频率；其中，所述预设的代数范式为：其中，所述θ为待估计的谐振频率，所述y(t)为输入信号，所述x为状态变量，所述ξ为阻尼系数，γ所述为决定自适应频率估算器的收敛速度的量。本专利技术提供的一些实施例中，所述陷阱滤波器的参数包括所述陷阱滤波器的陷阱深度值。本专利技术提供的一些实施例中，所述获取模块，还用于获取所述交流伺服系统的输入信号在调整所述陷阱滤波器的陷阱深度值之后的跟随误差信号；所述判断模块，还用于判断所述在调整所述陷阱滤波器的陷阱深度值之后的跟随误差信号中谐振频率对应的幅值是否处于预设幅值范围；所述陷阱滤波器，还用于当所述在调整所述陷阱滤波器的陷阱深度值之后的跟随误差信号中谐振频率对应的幅值不处于预设幅值范围时，增大所述陷阱滤波器的陷阱深度值。本专利技术提供的一些实施例中，所述交流伺服器系统还包括控制器，用于确定电机惯量、负载惯量以及所述电机和所述负载的预设连接刚度，以及根据所述电机惯量、所述负载惯量以及所述预设连接刚度，设置所述控制器的控制参数。综上，本专利技术实施例提供了一种交流伺服系统及其谐振控制方法。所述交流伺服系统谐振控制方法包括：周期性获取所述交流伺服系统的输入信号的跟随误差信号；判断所述跟随误差信号是否处于预设误差范围内；若不是，根据所述跟随误差信号，利用自适应频率估算器计算出所述伺服系统的谐振频率；根据所述谐振频率调整陷阱滤波器的参数。本专利技术提供的交流伺服系统及其谐振控制方法，通过周期性获取输入信号的跟随误差信号，并在所述跟随误差信号不处于预设误差范围内时利用自适应频率估算器计算出所述伺服系统的谐振频率，以及基于所述谐振频率调整调整所述陷阱滤波器的参数，从而快速及时的抑制谐振。附图说明图1为本专利技术实施例提供的负载变化对谐振频率的影响的示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种交流伺服系统谐振控制方法的流程示意图；图3为本专利技术实施例提供的自适应频率估计器方块图；图4为本专利技术谐振频率辨识结果示意图；图5为本专利技术实施例中所述交流伺服系统的工作原理示意图；图6为本专利技术实施例中Kdepth对陷阱深度的影响的示意图；图7为本专利技术实施例提供的另一种交流伺服系统谐振控制方法的流程示意图；图8为本专利技术实施例提供的一种交流伺服系统的电气结构示意图。附图标号说明：100获取模块200判断模块300自适应频率估算器400陷阱滤波器500控制器具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。需要说明的是，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。通常情况下，负载惯量变化，电机和负载连接刚度的变化，外界扰动等都会引起谐振。从电机侧输入力矩到电机和负载转速的传递函数为：共振频率为：反共振频率为：其中，ΘM为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交流伺服系统谐振控制方法，其特征在于，包括：周期性获取所述交流伺服系统的输入信号的跟随误差信号；判断所述跟随误差信号是否处于预设误差范围内；若不是，根据所述跟随误差信号，利用自适应频率估算器(300)计算出所述伺服系统的谐振频率；根据所述谐振频率调整陷阱滤波器(400)的参数。

【技术特征摘要】
1.一种交流伺服系统谐振控制方法，其特征在于，包括：周期性获取所述交流伺服系统的输入信号的跟随误差信号；判断所述跟随误差信号是否处于预设误差范围内；若不是，根据所述跟随误差信号，利用自适应频率估算器(300)计算出所述伺服系统的谐振频率；根据所述谐振频率调整陷阱滤波器(400)的参数。2.如权利要求1所述的交流伺服系统谐振控制方法，其特征在于，所述周期性获取所述交流伺服系统的输入信号的跟随误差信号，包括：周期性获取所述伺服系统输出端的输出信号；计算所述输入信号与所述输出信号的差值，并将所述差值作为所述输入信号的跟随误差信号。3.如权利要求1所述的交流伺服系统谐振控制方法，其特征在于，所述利用自适应频率估算器(300)计算出所述伺服系统的谐振频率，包括：利用自适应频率估算器(300)根据预设的代数范式计算出所述交流伺服系统的谐振频率。4.如权利要求3所述的交流伺服系统谐振控制方法，其特征在于，所述预设的代数范式为：其中，所述θ为待估计的谐振频率，所述y(t)为输入信号，所述x为状态变量，所述ξ为阻尼系数，γ所述为决定自适应频率估算器(300)的收敛速度的量。5.如权利要求1所述的交流伺服系统谐振控制方法，其特征在于，所述根据所述谐振频率调整所述陷阱滤波器(400)的参数，包括：根据所述谐振频率调整所述陷阱滤波器(400)的陷阱深度值。6.如权利要求5所述的交流伺服系统谐振控制方法，其特征在于，在根据所述谐振频率调整所述陷阱滤波器(400)的陷阱深度值之后，还包括：获取所述交流伺服系统的输入信号在调整所述陷阱滤波器(400)的陷阱深度值之后的跟随误差信号；判断所述在调整所述陷阱滤波器(400)的陷阱深度值之后的跟随误差信号中谐振频率对应的幅值是否处于预设幅值范围；当所述在调整所述陷阱滤波器(400)的陷阱深度值之后的跟随误差信号中谐振频率对应的幅值不处于预设幅值范围，增大所述陷阱滤波器(400)的陷阱深度值，并返回至所述判断所述在调整所述陷阱滤波器(400)的陷阱深度值之后的跟随误差信号中谐振频率对应的幅值是否处于预设幅值范围的步骤。7.如权利要求1所述的交流伺服系统谐振控制方法，其特征在于，在获取所述交流伺服系统的输入信号的跟随误差信号之前，还包括：确定电机惯量、负载...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾松涛，
申请(专利权)人：固高科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44