S型平滑命令产生方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种Ｓ型平滑命令产生方法及其装置，其中速度Ｓ型平滑命令产生方法是依据一时间设定计算加速或减速的基本累积量，记录使用加速基本累积量或减速基本累积量，并根据该基本累积量以检查一速度命令是否达到一速度命令的参考点，然后该速度命令到达该速度命令参考点后，根据一速度命令的状态进行一加速度的运算，以及根据该速度命令的速度差与该加速度产生一速度Ｓ型平滑命令。提供运动命令的平滑化处理，以产生连续的速度与位置命令，根据本发明专利技术的Ｓ型平滑命令产生装置及其方法不仅可以改善马达加减速的特性，在机械结构的运转上也更加平顺。此外在位置控制模式上，可以改善伺服系统的位置追踪特性、缩小系统的稳态误差。

S type smoothing command generation method and device thereof

The invention discloses a S type smoothing method and apparatus for generating a command, the speed of S smoothing method is based on a command generating time setting basic cumulant calculation acceleration or deceleration, recorded using accelerated accumulation or reduction of basic basic accumulation, and according to the basic cumulant to check whether a speed command to speed command reference point, then the speed command at the speed command reference point, an acceleration operation according to a speed command of the state, and according to the speed of the speed difference and the acceleration command generates a speed command smoothing type S. Provide a smooth processing to generate the motion command, speed and position command continuously, according to the S of the present invention smoothing command generation device and method can not only improve the motor acceleration and deceleration characteristics in the mechanical structure of the operation is also more smooth. Moreover, the position tracking characteristic of the servo system can be improved and the steady-state error of the system can be reduced by the position control mode.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种S型平滑命令产生方法，尤其指一种应用于伺服模块，例如包括有伺服驱动器与马达的S型平滑命令的产生方法及其装置。
技术介绍
伺服马达，或伺服模块，在运动控制的过程，因为输入命令的急遽变化，而产生过大的急跳度(加速度的微分)，进而激发机械结构的振动与噪音，此一现象是因为伺服模块产生过大瞬时电流所造成的。振动不仅会影响工件的加工精度，长时间在此环境操作时，亦会缩减伺服模块的使用寿命。S型平滑命令规划，主要是希望马达在运转过程中，对于运动命令能够提供平滑化的处理，以满足运转时的物理特性。实际上，因应不同的领域与使用上的限制，而发展出不同的控制架构，如运动控制器，利用高速的运算能力与高分辨率的浮点运算器，建构出复杂且完整的命令处理单元。目前速度平滑命令产生有几种方法，第一种为将加速度梯形曲线经过低通滤波器的处理，产生近似S型的平滑命令；另一种是将加速度梯形曲线经过平均滤波适当整形，产生近似S型的平滑命令。此外，还有一种提供S型曲线比率，依据使用需求选择适当输出等级，但使用上较不弹性。产生S型平滑命令遭遇了一些技术必须要克服的瓶颈。例如在模拟速度模式下，当输入电压命令相同时，马达的转速应该是维持固定的，但实际上转速却是会随着加减速时间的调整而改变。
技术实现思路
鉴于先前技术所无法解决的技术问题及所存在的缺陷，本专利技术的主要目的在于提供一种S型平滑命令产生方法及其装置，借以解决先前技术所存在的问题及缺陷。因此，为达到上述目的，本专利技术所揭示的速度S型平滑命令方法，是依据时间设定计算加速或减速的基本累积量并记录使用该加速基本累积量或减速基本累积量，再检查速度命令是否达到速度命令的参考点，以根据速度命令的状态进行加速度的运算，最后根据速度差与加速度产生一速度S型平滑命令的步骤。为达到上述目的，本专利技术所揭示的位置S型平滑命令方法，是先定义时间设定与位置命令参考点，再依据时间设定计算加速或减速的基本累积量，以进行加速度的运算；再以所运算加速度进行速度运算，最后根据速度以产生位置S型平滑命令。此外，还包括有一对位置S型平滑命令进行状态处理的步骤，包括有参考一最大移动速度，计算一速度命令参考点；当位置到达第一位置命令参考点时，根据目标值与第一位置命令参考点的差值，计算第二位置命令参考点；以及当位置到达该第二位置命令参考点时，记录加速度处理状态。为达到上述目的，本专利技术所揭示的速度S型平滑命令产生装置，包括有一依据一时间设定计算加速或减速的基本累积量的装置；一记录使用该加速基本累积量或减速基本累积量的装置；一根据该基本累积量以检查一速度命令是否达到一速度命令的参考点的装置；一该速度命令到达该速度命令参考点后，根据一速度命令的状态进行一加速度的运算的装置；以及一根据该速度命令的速度差与该加速度产生一速度S型平滑命令的装置。为达到上述目的，本专利技术所揭示的位置S型平滑命令产生装置，包括有一定义多个位置命令参考点的装置；一依据该时间设定计算一加速/减速的基本累积量的装置；一根据该加速/减速的基本累积量进行一加速度的运算的装置；一根据所运算的该加速度进行一速度运算的装置；以及一根据该速度以产生位置S型平滑命令的装置。此外，包括有一状态处理的装置，包括有一参考一最大移动速度，计算一速度命令参考点的装置；一当位置到达第一位置命令参考点时，根据目标值与第一位置命令参考点的差值，计算第二位置命令参考点的装置；以及一当位置到达该第二位置命令参考点时，记录加速度处理状态的装置。还包括有一对位置S型平滑命令进行状态处理的装置。根据本专利技术的原理，本专利技术所揭示的S型平滑命令产生方法，用以提供运动命令的平滑化处理。根据本专利技术的原理，本专利技术具有以下的优点。本专利技术可产生连续的速度与加速度，而且加速度的急跳度也比较小，这样不仅可以改善马达加减速的特性，在机械结构的运转上也更加平顺。另外，本专利技术在位置控制模式上，可以改善伺服系统的位置追踪特性、缩小系统的稳态误差，加工精度也相对提高。本专利技术可提供真实无简化的模拟速度S型平滑命令产生装置、缓存器速度S型平滑命令产生装置或缓存器位置S型平滑命令产生装置，可适用于低运算量且低位的定点数运算器。本专利技术的详细特征及优点将在实施方式中详细叙述，其内容足以使任何本领域技术人员了解本专利技术的技术并据以实施。有关本专利技术的特征与实作，兹配合附图作最佳实施例详细说明如下。附图说明图1为本专利技术所揭示的速度S型平滑命令产生方法的主流程图；图2为本专利技术所揭示的位置与速度S型平滑命令产生方法的命令产生装置架构；图3为本专利技术所揭示的速度S型平滑命令产生方法的实际的操作结果；图4为稳态时速度命令的仿真图；以及图5为本专利技术所揭示的位置S型平滑命令产生方法的主流程图。具体实施例方式根据本专利技术的原理，S型平滑命令产生方法主要是采用对称架构，利用速度或位置参考点，决定所要进入的区域是否到达，使速度与加速度曲线沿中心对称，速度与加速度在任何状态才会是连续的。根据此原则，本专利技术据以揭示速度S型平滑命令产生方法以及位置S型平滑命令产生方法。以下将分别说明如何产生速度S型平滑命令与位置S型平滑命令。请参考图1为本专利技术所揭示的速度S型平滑命令产生方法的主流程图。为了说明命令产生装置的架构，定义时间设定与命令参考点，如图2所示。其中，圆形虚线部分表示速度S型平滑命令产生方法的架构，亦即速度命令是依据加速度而产生。图中所示的TACC为加速时间常数，TDEC为减速时间常数，TSL为平滑时间常数，S1为第一速度命令参考点；P1、P2为第一、第二位置命令参考点。根据图1的流程图，速度S型平滑命令的产生步骤首先接着进行命令前置处理，依据时间设定计算加速与减速的基本累积量(步骤101)。处理完毕后，接着记录使用该加速或减速基本累积量的状态(步骤102)。检查速度命令是否到达速度命令参考点(步骤103)，接着进行加速度运算(步骤104)，据以产生速度S型平滑命令(步骤105)，最后，依据速度状态记录追踪命令的极限值，并限制平滑曲线命令(步骤106)。在步骤101与步骤102中，速度S型平滑命令产生原则，其加减速依据马达速度状态决定，并于加速时使用加速基本累积量，减速时使用减速基本累积量。加速度的基本累积量为(额定速度/TACC)/TSL，减速度的基本累积量为(额定速度/TDEC)/TSL。当加速度为正号或负号时，所参考的基本累积量只有一种，否则将造成S型平滑曲线无法收敛。检查速度命令是否到达速度命令参考点(步骤103)，例如图2中的第一参考点S1。其检查方式是借助计算速度是否大于一预定值，此预定值为一目标值与一相对值的差值，其中相对值为加速度与计数值乘积的一半，计数值在SECT1区域(加速度递增区)为递增，在SECT3区域为递减(加速度递减区)，在SECT2区域(加速度固定区)为固定(加速度递减区)。计数值的范围为-TSL～TSL。接着进行加速度运算(步骤104)。当速度状态为加速时，使用加速基本累积量运算。当速度状态为减速时，使用减速基本累积量运算。加速度在SECT1区域为递增，在SECT3区域为递减。而所在区域的判断是根据计数值的大小做决定。当计数值大于TSL，表示处理程序进入SECT2区域；当速度命令到达命令参考点S1，则处理程序进入SECT3区域。根据上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种速度Ｓ型平滑命令产生方法，其特征在于包括有：依据一时间设定计算加速或减速的基本累积量；记录使用加速基本累积量或减速基本累积量；根据该基本累积量以检查一速度命令是否达到一速度命令的参考点；该速度命令到达该速 度命令参考点后，根据一速度命令的状态进行一加速度的运算；以及根据该速度命令的速度差与该加速度产生一速度Ｓ型平滑命令。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑宗信，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]