双驱龙门平台驱动系统、方法、设备及计算机可读存储器技术方案

本发明专利技术提供了一种双驱龙门平台驱动系统、方法、设备及计算机可读存储器，所述驱动系统包括第一位置检测单元、第二位置检测单元、补偿值获取单元、偏摆角控制单元以及解耦控制单元，其中：所述第一位置检测单元，用于获取第一位置；所述第二位置检测单元，用于获取第二位置；所述补偿值获取单元，用于获取所述横梁的偏转角；所述偏摆角控制单元，用于对偏角指令进行补偿获得偏摆力矩；所述解耦控制单元使用解耦变量解耦获得第一转矩和第二转矩，所述解耦变量包括所述偏摆力矩。本发明专利技术根据横梁的偏转角对偏角指令进行补偿获得偏摆力矩，并将所述偏摆力矩作为交叉解耦的参数，补偿了实际应用中的建模误差，实现了高速、高精度龙门双驱控制。

Driving System, Method, Equipment and Computer Readable Memory of Double-drive Gantry Platform

The invention provides a driving system, method, equipment and computer readable memory of a double-drive gantry platform, which comprises a first position detection unit, a second position detection unit, a compensation value acquisition unit, a yaw angle control unit and a decoupling control unit, in which the first position detection unit is used to obtain the first position, and the second position detection sheet. Element for obtaining the second position; the compensation value acquisition unit for obtaining the deflection angle of the beam; the deflection angle control unit for compensating the deflection instruction for obtaining the deflection moment; and the decoupling control unit for obtaining the first and second torques by decoupling the decoupling variables, including the deflection torques. According to the deflection angle of the cross beam, the deflection angle command is compensated to obtain the deflection moment, and the deflection moment is used as the cross-decoupling parameter to compensate the modeling error in practical application, thus realizing the high-speed and high-precision double-drive control of the gantry.

【技术实现步骤摘要】
双驱龙门平台驱动系统、方法、设备及计算机可读存储器
本专利技术实施例涉及永磁同步电机驱动系统领域，更具体地说，涉及一种双驱龙门平台驱动系统、方法、设备及计算机可读存储器。
技术介绍
双驱龙门平台(Dual-DriveGantryMachine)广泛应用于发光二极管、半导体、平面显示、激光切割和机床加工等精密制造工业领域。如图1所示，是典型的双驱龙门平台的示意图，该双驱龙门平台包括两条滑轨11、横梁12、滑块13以及加工头或Z轴机构14。上述两条滑轨11以一定间距沿x方向设置，横梁12横跨在滑轨11上，横梁12的两个端部分别具有运动部件以及分别驱动两个运动部件在滑轨11上运行的两台电机，通过上述电机可控制横梁12沿x方向运动。滑块13安装于横梁12的导轨上，一台电机控制滑块13沿y方向运动。加工头或z轴机构14安装于滑块13上。上述电机可采用直线电机直接驱动运行，也可采用旋转电机配合滚珠丝杠或齿轮齿条等结构驱动运行。由于双驱龙门平台具有大跨度、高刚性、强耦合的结构特性，要实现高精度高速同步控制，对控制装置的解耦能力提出了严苛要求。对于龙门跨度相对较小、机械对称、刚性和速度要求较低的应用场合，可采用基于位置同步偏差的交叉解耦方式，反复调整龙门轴驱动器的环路增益，达到平稳控制的目的。如果想进一步提高运行速度，可采用主-从控制方式，即主轴控制横梁在y方向的位置，从轴采用位置控制或者转矩控制模式，跟随主轴运行。对于跨度较大，机械存在一定的差异，运行速度和精度要求较高的情况下，需要采用基于模型的交叉解耦和补偿控制方式。然而，上述基于位置同步偏差的交叉解耦方案，存在解耦能力不强、对机械结构依赖较大、参数调试复杂、且易产生偏摆振动的问题。对于主-从控制方式，则存在以下问题：无法主动抑制横梁本身的弹性振动模态；无法消除横梁、滑块和负载的运动，对龙门同步运行造成扰动；对机械安装对称性要求较高；在高加减速高速运行时，机械磨损较大。
技术实现思路
本专利技术实施例针对上述基于位置同步偏差的交叉解耦方案，存在解耦能力不强、对机械结构依赖较大、参数调试复杂、且易产生偏摆振动的问题，以及主-从控制方式无法主动抑制横梁本身的弹性振动模态、无法消除横梁、滑块和负载的运动、对龙门同步运行造成扰动、对机械安装对称性要求较高、在高加减速高速运行时，机械磨损较大的问题，提供一种双驱龙门平台驱动系统、方法、设备及计算机可读存储器。本专利技术实施例解决上述技术问题的技术方案是，提供一种双驱龙门平台驱动系统，所述双驱龙门平台包括用于驱动横梁第一端的第一运动部件在第一导轨上移动的第一电机、用于驱动横梁第二端的第二运动部件在第二导轨上移动的第二电机以及在所述横梁上移动的滑块，所述驱动系统包括第一位置检测单元、第二位置检测单元、补偿值获取单元、偏摆角控制单元以及解耦控制单元，其中：所述第一位置检测单元，用于获取所述第一运动部件在所述第一导轨上的第一位置；所述第二位置检测单元，用于获取所述第二运动部件在所述第二导轨上的第二位置；所述补偿值获取单元，用于根据所述第一位置、第二位置获取所述横梁的偏转角；所述偏摆角控制单元，用于使用所述横梁的偏转角对偏角指令进行补偿获得偏摆力矩；所述解耦控制单元，用于使用解耦变量解耦获得第一转矩和第二转矩，所述解耦变量包括所述偏摆力矩；所述第一伺服控制器根据所述第一转矩驱动所述第一电机运行、所述第二伺服控制器根据所述第二转矩驱动所述第二电机运行。优选地，所述驱动系统包括第三位置检测单元以及重心获取单元，其中：所述第三位置检测单元，用于获取所述滑块在所述横梁的第三位置；所述重心获取单元，用于根据所述第三位置获取所述横梁的整体重心位置，所述解耦变量包括所述横梁的整体重心位置。优选地，所述驱动系统包括平移位置控制单元；所述补偿值获取单元还用于根据所述第一位置、第二位置以及横梁的偏转角获取平移补偿值；所述平移位置控制单元，用于使用所述平移补偿值对平移指令进行补偿获得推力指令，所述解耦变量包括所述推力指令。优选地，所述第一位置检测单元包括第一补偿子单元，所述第二位置检测单元包括第二补偿子单元，其中：所述第一补偿子单元，用于使用第一补偿值对所述第一位置检测单元检测获得的所述第一运动部件的位置进行补偿，并生成所述第一位置；所述第二补偿子单元，用于使用第二补偿值对所述第二位置检测单元检测获得的所述第二运动部件的位置进行补偿，并生成所述第二位置。本专利技术实施例还提供一种双驱龙门平台驱动方法，所述双驱龙门平台包括用于驱动横梁第一端的第一运动部件在第一导轨上移动的第一电机、用于驱动横梁第二端的第二运动部件在第二导轨上移动的第二电机以及在所述横梁上移动的滑块，所述方法包括：获取所述第一运动部件在所述第一导轨上的第一位置以及所述第二运动部件在所述第二导轨上的第二位置；根据所述第一位置、第二位置获取所述横梁的偏转角，并使用所述横梁的偏转角对偏角指令进行补偿获得偏摆力矩；使用解耦变量解耦获得第一转矩和第二转矩，所述解耦变量包括所述偏摆力矩，并由所述第一伺服控制器根据所述第一转矩驱动所述第一电机运行、由所述第二伺服控制器根据所述第二转矩驱动所述第二电机运行。优选地，所述方法还包括：获取所述滑块在所述横梁的第三位置，并根据所述第三位置获取所述横梁的整体重心位置；所述解耦变量包括所述横梁的整体重心位置。优选地，所述方法还包括：根据所述第一位置、第二位置以及横梁的偏转角获取平移补偿值，并使用所述平移补偿值对平移指令进行补偿获得推力指令；所述解耦变量包括所述推力指令。优选地，所述获取所述第一运动部件在所述第一导轨上的第一位置以及所述第二运动部件在所述第二导轨上的第二位置，包括：通过第一位置检测装置检测所述第一运动部件的位置，以及通过第二位置检测装置检测所述第二运动部件的位置；对所述第一位置检测装置的输出进行补偿获得所述第一位置，以及对所述第二位置检测装置的输出进行补偿获得所述第二位置。本专利技术实施例还提供一种双驱龙门平台驱动设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器执行的计算机程序，且所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述方法的步骤。本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述方法的步骤。本专利技术实施例的双驱龙门平台驱动系统、方法、设备及计算机可读存储器，根据横梁的偏转角对偏角指令进行补偿获得偏摆力矩，并将所述偏摆力矩作为交叉解耦的参数，补偿了实际应用中的建模误差，实现了高速、高精度龙门双驱控制。本专利技术还通过对横梁整体重心位置、平移位置、机械安装差异进行补偿，进一步提高了龙门双驱控制精度。附图说明图1是典型的双驱龙门平台的示意图；图2是双驱龙门平台的横梁及滑块的示意图；图3是理想双驱龙门平台控制模型示意图；图4是本专利技术第一实施例提供的双驱龙门平台驱动系统的示意图；图5是本专利技术第二实施例提供的双驱龙门平台驱动系统的示意图；图6是本专利技术第三实施例提供的双驱龙门平台驱动系统的示意图；图7是本专利技术第四实施例提供的双驱龙门平台驱动系统的示意图；图8是本专利技术第五实施例提供的双驱龙门平台驱动方法的示意图；图9是本专利技术第六实施例提供的双驱龙门平台驱动方法的示意图；图10是本专利技术第七实施例提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双驱龙门平台驱动系统，所述双驱龙门平台包括用于驱动横梁第一端的第一运动部件在第一导轨上移动的第一电机、用于驱动横梁第二端的第二运动部件在第二导轨上移动的第二电机以及在所述横梁上移动的滑块，其特征在于，所述驱动系统包括第一位置检测单元、第二位置检测单元、补偿值获取单元、偏摆角控制单元以及解耦控制单元，其中：所述第一位置检测单元，用于获取所述第一运动部件在所述第一导轨上的第一位置；所述第二位置检测单元，用于获取所述第二运动部件在所述第二导轨上的第二位置；所述补偿值获取单元，用于根据所述第一位置、第二位置获取所述横梁的偏转角；所述偏摆角控制单元，用于使用所述横梁的偏转角对偏角指令进行补偿获得偏摆力矩；所述解耦控制单元，用于使用解耦变量解耦获得第一转矩和第二转矩，所述解耦变量包括所述偏摆力矩；所述第一伺服控制器根据所述第一转矩驱动所述第一电机运行、所述第二伺服控制器根据所述第二转矩驱动所述第二电机运行。

【技术特征摘要】
1.一种双驱龙门平台驱动系统，所述双驱龙门平台包括用于驱动横梁第一端的第一运动部件在第一导轨上移动的第一电机、用于驱动横梁第二端的第二运动部件在第二导轨上移动的第二电机以及在所述横梁上移动的滑块，其特征在于，所述驱动系统包括第一位置检测单元、第二位置检测单元、补偿值获取单元、偏摆角控制单元以及解耦控制单元，其中：所述第一位置检测单元，用于获取所述第一运动部件在所述第一导轨上的第一位置；所述第二位置检测单元，用于获取所述第二运动部件在所述第二导轨上的第二位置；所述补偿值获取单元，用于根据所述第一位置、第二位置获取所述横梁的偏转角；所述偏摆角控制单元，用于使用所述横梁的偏转角对偏角指令进行补偿获得偏摆力矩；所述解耦控制单元，用于使用解耦变量解耦获得第一转矩和第二转矩，所述解耦变量包括所述偏摆力矩；所述第一伺服控制器根据所述第一转矩驱动所述第一电机运行、所述第二伺服控制器根据所述第二转矩驱动所述第二电机运行。2.根据权利要求1所述的双驱龙门平台驱动系统，其特征在于，所述驱动系统包括第三位置检测单元以及重心获取单元，其中：所述第三位置检测单元，用于获取所述滑块在所述横梁的第三位置；所述重心获取单元，用于根据所述第三位置获取所述横梁的整体重心位置，所述解耦变量包括所述横梁的整体重心位置。3.根据权利要求2所述的双驱龙门平台驱动系统，其特征在于，所述驱动系统包括平移位置控制单元；所述补偿值获取单元还用于根据所述第一位置、第二位置以及横梁的偏转角获取平移补偿值；所述平移位置控制单元，用于使用所述平移补偿值对平移指令进行补偿获得推力指令，所述解耦变量包括所述推力指令。4.根据权利要求1-3中任一项所述的双驱龙门平台驱动系统，其特征在于，所述第一位置检测单元包括第一补偿子单元，所述第二位置检测单元包括第二补偿子单元，其中：所述第一补偿子单元，用于使用第一补偿值对所述第一位置检测单元检测获得的所述第一运动部件的位置进行补偿，并生成所述第一位置；所述第二补偿子单元，用于使用第二补偿值对所述第二位置检测单元检测获得的所述第二运动部件的位置进行补偿，并生成...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文农，李海瑞，
申请(专利权)人：苏州汇川技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32