一种基于卡尔曼滤波的距离控制方法技术

本发明专利技术涉及激光切割领域，具体涉及一种基于卡尔曼滤波的距离控制方法，所述距离控制方法包括以下步骤：周期性发出指令，再获取反馈信号，并对反馈信号进行卡尔曼滤波处理，获取卡尔曼滤波的估计距离；判断切割头所处阶段；根据卡尔曼滤波的估计距离以及切割头所处阶段，完成参数设置，并进行伺服输出。在得到卡尔曼滤波的估计距离后，判断此时切割头所处阶段，再进行相应的伺服输出，卡尔曼滤波处理能够去掉反馈信号受到的噪声干扰，而不同阶段对应不同的参数输出，能够更加保证稳定伺服输出，切割头与板材表面一直处于同一特定高度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于卡尔曼滤波的距离控制方法
本专利技术涉及激光切割领域，具体涉及一种基于卡尔曼滤波的距离控制方法。
技术介绍
平面激光切割是一种非接触式加工，在整个加工过程当中，不需要工件与刀具之间产生接触，通过激光头的对发射光进行聚焦，对工件表面进行热加工。在这一过程中，除了激光头焦点的调整之外，切割头与工件表面的距离也是一个重要的控制量。对于待加工的板材来说，通常不会完全平整，而且在切割的过程中，会产生变形，导致板材表面高低起伏。为了保证发射光焦点保持在板材表面聚焦，则需要让切割头在整个加工过程中与板材表面保持一个特定的距离不变，因此切割头所在的Z轴，需要根据切割头与板材表面距离的反馈来进行调整，这就是激光切割中的距离随动控制。距离控制的原理，是通过电压等距离传感器的反馈，来对距离进行实时调整。传统的做法是通过PID算法，对距离的误差进行动态补偿，这种方法在反馈信号比较稳定的时候，具有较好的动态性能，而且能够快速稳定。但是，在实际的加工过程中，传感器的反馈信号会受到大量的干扰，会导致反馈的信号失真。除此之外，由于采样设备的处理速度低于运动控制器的通讯周期，会导致采样的信号产生一定的延迟。若本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于卡尔曼滤波的距离控制方法，其特征在于，所述距离控制方法包括以下步骤：周期性发出指令，再获取反馈信号，并对反馈信号进行卡尔曼滤波处理，获取卡尔曼滤波的估计距离；判断切割头所处阶段；根据卡尔曼滤波的估计距离以及切割头所处阶段，完成参数设置，并进行伺服输出。

【技术特征摘要】
1.一种基于卡尔曼滤波的距离控制方法，其特征在于，所述距离控制方法包括以下步骤：周期性发出指令，再获取反馈信号，并对反馈信号进行卡尔曼滤波处理，获取卡尔曼滤波的估计距离；判断切割头所处阶段；根据卡尔曼滤波的估计距离以及切割头所处阶段，完成参数设置，并进行伺服输出。2.根据权利要求1所述的距离控制方法，其特征在于，所述距离控制方法还包括以下步骤：状态机获取切割头与工件切割面的距离，判断切割头所处阶段。3.根据权利要求2所述的距离控制方法，其特征在于，所述切割头所处阶段包括四个阶段，分别为接近阶段、调整阶段、柔性调整阶段和快速反应阶段；当所述距离达到调整范围时，为接近阶段；当所述距离在调整范围内时，为调整阶段；当所述距离接近目标距离时，为柔性调整阶段；当所述距离小于目标距离时，为快速反应阶段。4.根据权利要求3所述的距离控制方法，其特征在于，所述距离控制方法还包括以下步骤：根据卡尔曼滤波的估计距离获取加速度、计算速度以及位移量，若是处于接近阶段，加速度不变；若是处于调整阶段，加速度不变；若是处于柔性调整阶段，加速度设为三分之一倍加速度；若是处于快速反应阶段，加速度设为三倍加速度。5.根据权利要求1至4所述的距离控制方法，其特征在于，所述距离控制方法还包括以下步骤：周期性获取卡尔曼滤波的预测距离、卡尔曼系数和卡尔曼滤波的测量距离，以此获取卡尔曼滤波的估计距离。6.根据权利要求5所述的距离控制方法，其特征在于，所述距离控制方法还包括以下步骤：构造卡尔曼滤波的估计距离公式：EstimatedDist...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋俊杰，李桂胜，封雨鑫，高云峰，
申请(专利权)人：大族激光科技产业集团股份有限公司，深圳市大族智能控制科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44