基于动态误差系数的多轴系伺服系统同步控制方法技术方案

基于动态误差系数的多轴系伺服系统同步控制方法，属于运动控制领域。本发明专利技术为了实现动态和静态的高精度同步控制，以解决现有技术方法存在同步误差较大，跟踪动态信号时性能很差，控制方法设计复杂等问题。技术要点：设计同步控制结构；求取动态误差系数：利用多轴系伺服系统输入输出求取动态误差系数或利用多轴系伺服系统辨识模型求取动态误差系数；根据动态误差系数求取动态构造系数β；通过动态构造系数β利用同步控制结构对多轴系伺服系统进行同步控制。本发明专利技术能够实现动态和静态的高精度同步控制，且参数整定简单易行。同时，本发明专利技术不受限于稳态，在动态时依然可以保证同步精度。

Synchronous control method of multi axis servo system based on dynamic error coefficient

The synchronous control method of multi axis servo system based on dynamic error coefficient belongs to the field of motion control. In order to realize high precision synchronization control of dynamic and static state, the invention solves the problems of large synchronization error, poor performance in tracking dynamic signal and complex design of control method in the existing technical method. Technical essentials: design synchronous control structure; obtain dynamic error coefficients: use input and output of multi-axis servo system to obtain dynamic error coefficients or use identification model of multi-axis servo system to obtain dynamic error coefficients; calculate dynamic construction coefficients beta according to dynamic error coefficients; use synchronous control through dynamic construction coefficients beta The structure synchronizes the multi axis servo system. The invention can realize dynamic and static synchronous control with high precision, and the parameter setting is simple and feasible. At the same time, the invention is not limited to steady state, and can ensure synchronous accuracy in dynamic state.

【技术实现步骤摘要】
基于动态误差系数的多轴系伺服系统同步控制方法
：本专利技术涉及一种多轴系伺服系统同步控制方法，属于运动控制领域。技术背景：在工业应用中，经常存在具有多轴系同步控制需求的情况，若运动的各轴系动态特性存在显著差异，则简单的基于参考指令的串、并联方案往往难以取得理想效果，而其他复杂的同步控制方法在实现中又存在参数调整困难、工作量大的问题。因此，给出一种在实现高精度同步控制的同时，能大幅度地减小参数整定工作量的同步控制方法是十分必要的。针对现有的同步控制方法，串联同步控制更适用于各轴系特性相差较大的情况，并联同步控制更适用于各轴系特性接近的情况，而串、并联混合同步控制利用参考指令与慢变轴系输出信号的组合，构造快变轴系新的参考指令，理论上可以结合串联同步控制和并联同步控制各自的优势。同时，由于多轴系伺服系统的同步参考指令往往要求实时变化，因可考虑构造快变轴系的参考指令以适应这一要求。现有技术中针对多轴伺服系统的同步控制并没有提出串、并联混合同步控制的技术方案。现在已有的同步控制方法，存在诸多缺点，或同步误差较大，或跟踪动态信号时性能很差，或方法设计复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于动态误差系数的多轴系伺服系统同步控制方法，所述多轴系伺服系统的每个轴输出信号的动态过程表达式为y(t)＝C0r(t)+C1r(1)(t)+C2r(2)(t)+...+Cnr(n)(t)y(t)为输出信号的动态表达式，r(t)为输入参考指令，r(n)(t)为输入参考指令的n阶导数，Ci,i＝0,1,2,...,n为待求取的动态误差系数，其特征在于，所述方法的实现过程为：步骤一、设计同步控制结构；步骤二、求取动态误差系数：利用多轴系伺服系统输入输出求取动态误差系数或利用多轴系伺服系统辨识模型求取动态误差系数；步骤三、根据动态误差系数求取动态构造系数β；步骤四、通过动态构造系数β利用步骤...

【技术特征摘要】
1.一种基于动态误差系数的多轴系伺服系统同步控制方法，所述多轴系伺服系统的每个轴输出信号的动态过程表达式为y(t)＝C0r(t)+C1r(1)(t)+C2r(2)(t)+...+Cnr(n)(t)y(t)为输出信号的动态表达式，r(t)为输入参考指令，r(n)(t)为输入参考指令的n阶导数，Ci,i＝0,1,2,...,n为待求取的动态误差系数，其特征在于，所述方法的实现过程为：步骤一、设计同步控制结构；步骤二、求取动态误差系数：利用多轴系伺服系统输入输出求取动态误差系数或利用多轴系伺服系统辨识模型求取动态误差系数；步骤三、根据动态误差系数求取动态构造系数β；步骤四、通过动态构造系数β利用步骤一设计的同步控制结构对多轴系伺服系统进行同步控制。2.根据权利要求1所述的一种基于动态误差系数的多轴系伺服系统同步控制方法，其特征在于，在步骤二中，利用多轴系伺服系统输入输出求取动态误差系数的过程为：第一步、设置合适的输入信号求取双轴速率伺服系统的两个轴系动态输出的表达式；首先，分别对两轴速率伺服系统的快变轴系和慢变轴系输入相同的指令信号，指令信号的速度变化形式为先加速后匀速；获取其输入指令的角位置实时变化的数据、角速度实时变化的数据、角加速度实时变化的数据以及角位置输出的实时变化数据；根据动态误差系数的概念，可将两轴输出表示为θ1(t)＝C10θ0(t)+C11θ0(1)(t)+C12θ0(2)(t)θ2(t)＝C20θ0(t)+C21θ0(1)(t)+C22θ0(2)(t)其中，θ1(t)和θ2(t)分别为慢变轴系和快变轴系的角位置实时输出，θ0(t)为慢变轴系和快变轴系的角位置实时输入；θ0(t)、θ1(t)和θ2(t)及其各阶导数可以由实验数据获得；由于获得的实验数据是随时间变化的多组数据，为求得最优解，可用最小二乘法求解一个超定方程来获得动态误差系数的值；C1i,i＝0,1,2表示慢变轴系的动态误差系数，C2i,i＝0,1,2表示快变轴系动态误差系数；其中，θ0i(t),i＝1,2,...,n为慢变轴系和快变轴系角位置实时输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍鑫，李琦，王孟渝，刘思源，赵辉，佟鑫刚，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23