用于双环伺服系统刚度整定的方法及装置、双环伺服系统制造方法及图纸

本申请涉及信号处理与电机系统参数整定技术领域，公开一种用于双环伺服系统刚度整定方法，包括：构建双环伺服系统的系统参数模型；根据所述系统参数模型，确定系统参数模型的最大截止频率；确定所述双环伺服系统的随动误差指标；根据所述随动误差指标与所述最大截止频率，调节所述双环伺服系统的刚度。通过确定系统最大截止频率与随动误差指标，实现了不依赖于特殊轨迹或阈值参数的系统稳定状态的判断，进而根据系统稳定状态调整系统的刚度，弥补了双环控制架构整定算法的缺失，提升了算法的兼容性与智能化程度，有效的缩短了整定时间，从而为双环伺服系统提供更好的保护。本申请还公开一种用于双环伺服系统刚度整定装置及双环伺服系统。伺服系统。伺服系统。

【技术实现步骤摘要】
用于双环伺服系统刚度整定的方法及装置、双环伺服系统


[0001]本申请涉及信号处理与电机系统参数整定
，例如涉及一种用于双环伺服系统刚度整定的方法及装置、双环伺服系统。

技术介绍

[0002]在工业伺服系统中，被控对象种类繁多，而默认参数无法满足用户的性能要求，新安装的伺服驱动需要进行一系列的控制器参数调整。为了免去繁琐的人工调试环节，伺服系统参数整定技术应运而生。目前，基于时域指标的伺服系统刚度整定策略往往需要依赖特殊的轨迹或者需要人为添加、调节额外的阈值参数。
[0003]在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：
[0004]通过依赖特殊轨迹或阈值参数确定控制器刚度整定策略，增加了整定的复杂度，降低了算法的适用性。

技术实现思路

[0005]为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。
[0006]本公开实施例提供了一种用于双环伺服系统刚度整定的方法及装置、双环伺服系统，以降低双环伺服系统刚度整定策略复杂度，提高整定策略适用性。
[0007]在一些实施例中，用于双环伺服系统刚度整定的方法包括：
[0008]构建双环伺服系统的系统参数模型；
[0009]根据所述系统参数模型，确定系统参数模型的最大截止频率；
[0010]确定所述双环伺服系统的随动误差指标；
[0011]根据所述随动误差指标与所述最大截止频率，调节所述双环伺服系统的刚度。
[0012]在一些实施例中，用于双环伺服系统刚度整定装置包括：
[0013]处理器和存储有程序指令的存储器，所述处理器被配置为在运行所述程序指令时，执行如上述的用于双环伺服系统刚度整定的方法。
[0014]在一些实施例中，所述双环伺服系统包括：如上述的用于双环伺服系统刚度整定的装置。
[0015]本公开实施例提供的用于双环伺服系统刚度整定的方法及装置、双环伺服系统，可以实现以下技术效果：
[0016]通过确定系统最大截止频率与随动误差指标，实现了不依赖于特殊轨迹或阈值参数的系统稳定状态的判断，进而根据系统稳定状态调整系统的刚度，弥补了双环控制架构整定算法的缺失，提升了算法的兼容性与智能化程度，有效的缩短了整定时间，从而为双环伺服系统提供更好的保护。
[0017]以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。
附图说明
[0018]一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：
[0019]图1是本公开实施例提供的一个用于双环伺服系统刚度整定的方法的示意图；
[0020]图2是本公开实施例的一个应用示意图；
[0021]图3是本公开实施例提供的一个用于双环伺服系统刚度整定的装置的示意图。
具体实施方式
[0022]为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与
技术实现思路
，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。
[0023]本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
[0024]除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。
[0025]本公开实施例中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，A/B表示：A或B。
[0026]术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，表示：A或B，或，A和B这三种关系。
[0027]术语“对应”可以指的是一种关联关系或绑定关系，A与B相对应指的是A与B之间是一种关联关系或绑定关系。
[0028]在本技术方案中，经验公式是指在生产实践中，需要从一组实验数据出发，寻求函数的近似表达式，这个近似表达式被称为经验公式。
[0029]结合图1所示，本公开实施例提供一种用于双环伺服系统刚度整定的方法，包括：
[0030]S01，双环伺服系统构建双环伺服系统的系统参数模型。
[0031]S02，根据系统参数模型，双环伺服系统确定系统参数模型的最大截止频率。
[0032]S03，双环伺服系统确定系统的随动误差指标。
[0033]S04，根据随动误差指标与最大截止频率，双环伺服系统调节系统的刚度。
[0034]采用本公开实施例提供的用于双环伺服系统刚度整定的方法，通过确定系统最大截止频率与随动误差指标，实现了不依赖于特殊轨迹或阈值参数的系统稳定状态的判断，进而根据系统稳定状态调整系统的刚度，弥补了双环控制架构整定算法的缺失，提升了算法的兼容性与智能化程度，有效的缩短了整定时间，从而为双环伺服系统提供更好的保护。
[0035]可选地，构建双环伺服系统的系统参数模型，包括：建立双环伺服系统的控制对象的传递函数P(s)；建立双环伺服系统的控制器的传递函数C(s)；根据传递函数P(s)与传递函数C(s)，按照如下公式确定系统参数模型的开环传递函数L(s)：
[0036]L(s)＝C(s)P(s)
[0037]其中，s为拉普拉斯变换因子。
[0038]在本技术方案中，双环伺服系统的控制对象包括电机以及电机所接负载。
[0039]可选地，建立双环伺服系统的控制对象的传递函数P(s)，包括：获取系统整体转动惯量、阻尼系数和所述电机的电磁转矩常数；根据所述系统整体转动惯量、所述阻尼系数和所述电磁转矩常数，按照如下公式建立所述传递函数P(s)：
[0040][0041]上式为双环伺服系统的控制对象的传递函数P(s)的s域表达式，其中，K
t
为电磁转矩常数，J为系统整体转动惯量，B为阻尼系数。
[0042]在本技术方案中，双环伺服系统的控制器包括由比例积分控制器、相位超前补偿器构成的超前比例积分控制器以及二阶低通滤波器。超前比例积分控制器与二阶低通滤波器串联连接，二阶低通滤波器用于对双环伺服系统运行过程中的噪声进行抑制。
[0043]可选地，建立双环伺服系统的控制器的传递函数C(s)，包括：获取比例积分控制器的传递函数G
PI
(s)、相位超前补偿器的传递函数G
Lead
(s)以及二阶低通滤波器的传递函数G<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于双环伺服系统刚度整定的方法，其特征在于，包括：构建双环伺服系统的系统参数模型；根据所述系统参数模型，确定系统参数模型的最大截止频率；确定所述双环伺服系统的随动误差指标；根据所述随动误差指标与所述最大截止频率，调节所述双环伺服系统的刚度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建伺服系统的系统参数模型包括：建立所述双环伺服系统的控制对象的传递函数P(s)；建立所述双环伺服系统的控制器的传递函数C(s)；根据所述传递函数P(s)与所述传递函数C(s)，按照如下公式确定所述系统参数模型的开环传递函数L(s)：L(s)＝C(s)P(s)其中，s为拉普拉斯变换因子。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制对象包括电机；所述建立所述双环伺服系统的控制对象的传递函数P(s)包括：获取系统整体转动惯量、阻尼系数和所述电机的电磁转矩常数；根据所述系统整体转动惯量、所述阻尼系数和所述电磁转矩常数，按照如下公式建立所述传递函数P(s)：其中，K
t
为电磁转矩常数，J为系统整体转动惯量，B为阻尼系数。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制器包括比例积分控制器、相位超前补偿器、二阶低通滤波器，其中，所述二阶低通滤波器与所述比例积分控制器和所述相位超前补偿器串联连接；所述建立所述双环伺服系统的控制器的传递函数C(s)包括：获取所述比例积分控制器的传递函数G
PI
(s)、所述相位超前补偿器的传递函数G
Lead
(s)以及所述二阶低通滤波器的传递函数G
LPF
(s)；根据所述传递函数G
PI
(s)、所述传递函数G
Lead
(s)和所述传递函数G
LPF
(s)，按照如下公式建立所述传递函数C(s)：C(s)＝G
PI
(s)
×
G
Lead
(s)
×
G
LPF
(s)其中，s为拉普拉斯变换因子。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述双环伺服系统包括位置环、电流环；所述根据所述系统参数模型，确定所述系统参数模型的最大截止频率，包括：获取所述电流环的滞后时间常数以及所述位置环的控制周期；获取所述开环传递函数的刚度参数以及与所述开环传递函数相对应的相角裕度；根据所述滞后时间常数、所述控制周...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨明，陈扬洋，徐殿国，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：