多自由度运动控制系统调试方法技术方案

本发明专利技术涉及一种在多自由度运动控制应用背景下的控制系统调试方法，它解决现有运动控制系统调试复杂、被控对象模型辨识不准等问题。本发明专利技术中控制系统调试软件利用Matlab/Gui实现，控制系统调试软件安装在主机上，主机与运动控制板卡通过串口进行数据传输。主机可以发送时域响应命令、发送频域响应命令、发送运动参数、根据运动控制板卡反馈的运动控制系统的时域数据和频域数据利用Matlab函数得到被控对象的数学模型和频域特性、设定被控对象运动时的轨迹规划；运动控制板卡可以根据主机发送的时域响应和频域响应命令让被控对象执行相应动作、向主机反馈被控对象运动数据、接收主机发送的运动参数、接收主机发送的轨迹规划命令。

Debugging method of multi degree of freedom motion control system

The invention relates to a debugging method for a control system under the application of multi degree of freedom motion control, which solves the problems of complex motion control and inaccurate identification of controlled object models. The debugging software of the control system is implemented by Matlab/Gui, and the debugging software of the control system is installed on the host computer, and the host and the motion control board are transmitted through the serial port. The host can send commands, sending frequency response time response command, sending motion parameters, motion control card according to the feedback of the motion control system in time domain and frequency domain data data by using the Matlab function model of the controlled object, and the frequency characteristics of motion object set controlled trajectory planning; motion control board according to the host sends the response and time domain the frequency response of the controlled object command to perform the appropriate action, to host the feedback controlled object motion data, the receiving host sends motion parameters, the receiving host sends commands to the trajectory planning.

【技术实现步骤摘要】
多自由度运动控制系统调试方法
本专利技术适用于多自由度运动控制领域，尤其是涉及了一种自动化程度高、操作难度低、准确率高的基于Matlab/Gui的多自由度运动控制系统调试方法。
技术介绍
现有运动控制系统的调试方法都是更改运动控制板卡中的程序，来控制被控对象运动从而获得被控对象的运动特性，进而根据被控对象的运动特性设计运动参数。在这个过程中运动控制板卡中的程序会被多次修改，不利于运动控制板卡的标准化，而且获得的被控对象的运动数据只能进行人工处理，操作复杂，准确性低。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术的缺陷，提供一种自动化程度高、操作难度低、准确率高的基于Matlab/Gui的多自由度运动控制系统调试方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：提供一种多自由度运动控制系统调试方法，基于Matlab/Gui实现，包括如下步骤：连接通信步骤，主机连续向运动控制板卡发送连接标志指令，如果运动控制板卡正常收到主机发送的连接标志指令则给主机回复连接成功标志指令，控制系统调试软件会提示连接成功；自由度选择步骤：连接通信步骤成功后，在控制系统调试软件的轴系选择模块设置当前要设置的自由度；时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多自由度运动控制系统调试方法，基于Matlab/Gui实现，其特征在于，包括如下步骤：连接通信步骤：主机连续向运动控制板卡发送连接标志指令，如果运动控制板卡正常收到主机发送的连接标志指令则给主机回复连接成功标志指令；自由度选择步骤：连接通信步骤成功后，在控制系统调试软件的轴系选择模块设置当前要设置的自由度；时域响应步骤：主机发送时域响应指令给运动控制板卡，当运动控制板卡查询到有时域响应指令输入时，则控制被控对象进行阶跃响应，并记录被控对象的运动数据，记录完成后将被控对象的运动数据发送给主机，主机接收完成后，利用Matlab时域拟合函数lsqcurvefit()对运动数据进行处理，被控对象的...

【技术特征摘要】
1.一种多自由度运动控制系统调试方法，基于Matlab/Gui实现，其特征在于，包括如下步骤：连接通信步骤：主机连续向运动控制板卡发送连接标志指令，如果运动控制板卡正常收到主机发送的连接标志指令则给主机回复连接成功标志指令；自由度选择步骤：连接通信步骤成功后，在控制系统调试软件的轴系选择模块设置当前要设置的自由度；时域响应步骤：主机发送时域响应指令给运动控制板卡，当运动控制板卡查询到有时域响应指令输入时，则控制被控对象进行阶跃响应，并记录被控对象的运动数据，记录完成后将被控对象的运动数据发送给主机，主机接收完成后，利用Matlab时域拟合函数lsqcurvefit()对运动数据进行处理，被控对象的数学模型描述如下：其中X(S)为被控对象位移的传递函数、V(s)为被控对象驱动电压的传递函数，K为被控对象的增益、Tm为被控对象的机械时间常数、Te为被控对象的电气时间常数，s为拉氏算子；时域拟合函数lsqcurvefit()对被控对象的运动数据处理后可以得到被控对象数学模型的模型参数：k、Tm和Te，并将被控对象的模型参数进行显示；频域响应步骤：主机发送频域响应指令给运动控制板卡，当运动控制板卡查询到有频域响应指令输入时，则控制被控对象从低频到高频进行摇摆运动，并记录被控对象的运动数据，记录完成后将运动数据发送给主机，主机接收完成后，利用Matlab频域拟合函数FqScan2Bode()对运动数据进行处理，得到被控对象的频域特性并将被控对象的频域响应曲线进行显示；断开步骤：当对运动控制系统的每个自由度调试完成后，点击控制系统调试软件的断开按钮，主机会连续向运动控制板卡发送断开连接指令，如果运动控制板卡正常接收到断开连接指令，则会向主机发送断开成功标志指令，主机接收到断开成功标志指令后控制系统调试软件会提示断开成功。2.如权利要求1所述的多自由度运动控制系统调试方法，其特征在于，连接通信步骤中，主机与运动控制板卡是通过串口进行通信，如果通信发生错误，一段时间内运动控制板卡不能正常收到主机发送的连接标志指令并且不能给主机回复连接成功标志指令，则控制系统调试软件会提示连...

【专利技术属性】
技术研发人员：付云博，郭同健，张立文，宫勋，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22