一种基于粒子群优化算法的五阶段S曲线加减速控制方法技术

本发明专利技术涉及一种基于粒子群优化算法的五阶段S曲线加减速控制方法，属于同步带传动机械启动过程的驱动控制方法技术领域；针对同步带传动机械启动过程存在的扭振问题，提出了采用五阶段S曲线加减速方法对电机启动输入信号进行规划来抑制系统扭振，同时提出了在离线的状态下，运用粒子群优化算法对五阶段S曲线进行优化，得到其最优参数，然后运用得到的最优S曲线对系统进行半闭环进行控制，并通过实验结果证明了这种控制方法的有效性和可行性，此控制在大幅抑制了系统扭振的同时，较小的牺牲了系统的动态性能，能够实现了系统无振响应。

【技术实现步骤摘要】
一种基于粒子群优化算法的五阶段S曲线加减速控制方法
本专利技术涉及一种基于粒子群优化算法的五阶段S曲线加减速控制方法，属于同步 带传动机械启动过程的驱动控制方法
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技术介绍
由于印刷机在传动时采用了同步带传动，同步带刚度较小，造成了印刷机系统在 启动、变速和受到外界机械扰动时发生扭转振动。扭振对机械系统具有很大的破坏性，提高 轴的疲劳损伤，降低使用寿命，影响系统安全可靠运行。 针对以上原因采用了五阶段S曲线加减速控制方法规划电机输入信号抑振，然而 选取准确的曲线参数可以大幅度的减小机械系统振动，否则抑振效果不好；本专利技术引入粒 子群优化算法对曲线参数进行优化，通过在Simulink模块中对辨识的机械系统传递函数 进行仿真，可以准确找到最优曲线参数。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种基于粒子群优化算法的五阶段S曲线加减速控制 方法，针对同步带传动机械启动过程存在扭振问题，本专利技术提出的控制方法对机械系统进 行半闭环控制，并且经实验结果证明了这种控制方法的有效性和可行性。 为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于粒子群优化算法的五阶段S曲线加减速控制方法，其特征在于：在同步带传动机械离线的状态下，运用粒子群优化算法对五阶段S曲线进行优化，得到其最优参数，然后运用得到的五阶段S曲线对机械系统进行半闭环控制，该方法包括如下具体步骤，S1对机械系统输入T形速度曲线x(t)，驱动其运动，运用编码器从系统输出轴采集到其速度曲线v(t)；S2根据输入速度曲线x(t)和输出速度曲线v(t)，运用MATLAB系统辨识工具箱辨识出机械系统的传递函数G(s)；S3根据传递函数G(s)，采用粒子群优化算法优化得到五阶段S曲线的参数。

【技术特征摘要】
1. 一种基于粒子群优化算法的五阶段S曲线加减速控制方法，其特征在于：在同步带 传动机械离线的状态下，运用粒子群优化算法对五阶段S曲线进行优化，得到其最优参数， 然后运用得到的五阶段S曲线对机械系统进行半闭环控制，该方法包括如下具体步骤， S1对机械系统输入T形速度曲线X (t)，驱动其运动，运用编码器从系统输出轴采集到 其速度曲线V(t); S2根据输入速度曲线X (t)和输出速度曲线V (t)，运用MATLAB系统辨识工具箱辨识出 机械系统的传递函数G(s); S3根据传递函数G (s)，采用粒子群优化算法优化得到五阶段S曲线的参数。2. 根据权利要求1所述的一种基于粒子群优化算法的五阶段S曲线加减速控制方法， 其特征在于：五阶段S曲线的加速度a和速度v的公式如下：(1) (2) 此公式是在保证曲线起始、终止速度相同和且加速度在起始点、减加速末尾、加减速开 始和减减速末尾为零的条件下建立的，则必须满足加加速、减加速、加减速、减减速这四个 时间段相等，即?\ = T2 = T4 = T5 = T ; 其中，t为曲线运行的瞬时时间，J为加加速度幅值，Vs分别为起始速度，?\ (i = 1，2…… 5)为各阶段运行的时间，T是加加速、减加速、加减速、减减速这四个相同时间段的时间，T 是由曲线的最大速度与起始速度之差，以及加加速度确定的；跟据公式可以看出，已知起始 速度，如需得到匀速时速度，即曲线运行的最大速度，只要优化得到加速度幅值J和时间T 即可。3. 根据权利要求1所述的一种基于粒子群优化算法的五阶段S曲线加减速控制方法， 其特征在于：所述粒子群优化算法的过程如下， S2. 1初始化并设置五阶段S曲线的相关参数；包括J和T的取值范围，根据输出轴的 编码器采集的规划前曲线信号可知，系统在启动4s后已趋于稳定，又因为时间T不能为0， 故给定T的取值范围为（0, 2];加速度J的选取比较重要，因为J的取值范围过大会使粒子 群早熟收敛，陷入局部极小值，然而过小的取值范围会人为的漏掉最优解，根据系统的模...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡力钢，张森，刘志峰，许博，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11