【技术实现步骤摘要】
本申请涉及伺服系统控制，具体涉及一种伺服系统碰撞检测方法及系统。
技术介绍
1、伺服系统指的是一种能够通过控制信号来精确地控制机械装置运动的系统，通常由伺服电机、伺服驱动器和上位控制器等部件构成，其中，伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的电机，具备控制精度高、调速范围广、运行平顺以及响应速度快等特点，广泛应用于各类需要高精度运动控制的场合。
2、在伺服系统中，伺服电机通常需要配合相应的伺服驱动器进行使用，伺服驱动器依照位置、速度或转矩控制指令，生成伺服电机所需的电压信号，进而控制电机完成指令动作。通常，伺服电机内部都集成有精密的位置检测元件(例如光电编码器等)，可作为位置或速度反馈元件，从而将电机的位置或速度信息反馈至伺服驱动器，从而完成相应的闭环控制。
3、请参阅图1，图1是典型的伺服系统控制环路，其中，上位机是向伺服驱动器发送运动指令的设备，例如运动控制器、plc等。伺服驱动器内部包括了位置、速度和电流控制器，以及位置、速度和电流反馈的检测回路。伺服电机通常由电机本体和编码器组成，电机本体用于实现电能与机械能的转换，编码器通常安装在电机轴端，可以与电机同步旋转，用于检测电机轴的角度(即位置)和转速。各指令与反馈在伺服驱动器内部构成负反馈控制闭环，如图1中虚线框所示，由内到外分别为电流环、速度环和位置环，分别用于确保伺服系统的电流、速度和位置能够较好的随指令变化而变化。伺服系统既可以工作在如图1所示的位置模式(此时速度环和电流环作为内环也同时生效)，也可以工作在速度模式或转矩模式(即电流闭环模式)
4、在典型的伺服系统应用场合中，例如：工业机器人和自动化生产线等，由于系统复杂度高、各环节配合紧凑，一旦某些部件未能按照预期执行动作，将有一定概率发生机械碰撞，造成设备和财产损失。为了避免这类情况的发生，除了常规的物理防护措施外，设计人员还会在控制系统中部署碰撞检测功能，用于更早的侦测到碰撞，从而及时执行保护动作，尽可能降低碰撞造成的损害。常见的碰撞检测方法主要分为基于外部传感器的检测和基于模型的检测两大类。前者通过在系统关键位置、关键部件上添加传感器来检测碰撞，并将碰撞信息传递给伺服控制系统，从而达到保护设备的目的，常见的外部传感器有微动开关、力矩传感器、智能皮肤以及视觉传感器等；与之相对的，基于模型的检测通常不依赖外部传感器，而是通过对实际系统的建模，估算系统正常运行时各个状态量的变化规律，并在此基础上通过识别状态量的异常变化来作为碰撞检测的依据。
5、但是，基于外部传感器的碰撞检测方法需要在系统中额外增加设备，导致系统整体成本增加，且传感器自身的精度和工作特性也会制约碰撞检测功能的效果，此外，外部传感器会增加系统的复杂程度，增加运行维护的难度；基于模型的碰撞检测方法对于建模精度要求较高，当模型存在误差时，碰撞检测的准确程度将受到影响，且随着系统复杂程度的提升，构建模型的难度也将越来越大，甚至无法搭建有效的模型，从而制约了碰撞检测的有效性。
技术实现思路
1、为此，本申请提供一种伺服系统碰撞检测方法及系统，以解决现有技术存在的碰撞检测方法需要依赖外部传感器或建模较为复杂的问题。
2、为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
3、第一方面，一种伺服系统碰撞检测方法，所述方法应用于伺服系统处于位置控制模式时，包括：
4、步骤1：接收上位机发送的位置指令以及伺服电机编码器反馈的实际位置；
5、步骤2：根据所述位置指令计算理论速度原始值、理论加速度和理论加加速度；
6、步骤3：根据所述实际位置计算实际速度；
7、步骤4：获取第二整定参数，根据所述第二整定参数和所述理论加加速度对所述理论加速度进行修正；
8、步骤5：获取第一整定参数，根据所述第一整定参数和修正后的所述理论加速度对所述理论速度原始值进行修正，得到理论速度；
9、步骤6：计算所述理论速度和所述实际速度之间的误差；
10、步骤7：根据所述误差判断伺服系统是否发生碰撞。
11、作为优选，所述步骤1中，所述位置指令和所述实际位置是周期性更新的。
12、作为优选，所述步骤2中，所述理论速度原始值、所述理论加速度和所述理论加加速度是根据所述位置指令通过三次微分分别计算得到的。
13、作为优选，所述步骤3中，所述实际速度是根据所述实际位置通过微分计算得到的。
14、作为优选，所述步骤7具体包括：判断所述误差是否超过阈值，若超过阈值，则输出故障信号。
15、第二方面，一种伺服系统碰撞检测方法，所述方法应用于伺服系统处于速度控制模式时，包括：
16、步骤1：接收上位机发送的速度指令以及伺服电机编码器反馈的实际位置；
17、步骤2：根据所述速度指令计算理论加速度和理论加加速度；
18、步骤3：根据所述实际位置计算实际速度；
19、步骤4：获取第二整定参数，根据所述第二整定参数和所述理论加加速度对所述理论加速度进行修正；
20、步骤5：获取第一整定参数，根据所述第一整定参数和修正后的所述理论加速度对理论速度原始值进行修正，得到理论速度；其中，所述理论速度原始值来自所述速度指令；
21、步骤6：计算所述理论速度和所述实际速度之间的误差；
22、步骤7：根据所述误差判断伺服系统是否发生碰撞。
23、第三方面，一种伺服系统碰撞检测系统，包括：
24、指令接收单元，用于接收上位机发送的速度指令以及伺服电机编码器反馈的实际位置；
25、计算单元，用于根据所述位置指令计算理论速度原始值、理论加速度和理论加加速度；
26、以及根据所述实际位置计算实际速度；
27、参数设定单元，用于设定第二整定参数，根据所述第二整定参数和所述理论加加速度对所述理论加速度进行修正；
28、以及设定第一整定参数，根据所述第一整定参数和修正后的所述理论加速度对所述理论速度原始值进行修正，得到理论速度；
29、阈值比较模块，用于计算所述理论速度和所述实际速度之间的误差，根据所述误差判断伺服系统是否发生碰撞。
30、第四方面，一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现一种伺服系统碰撞检测方法的步骤。
31、第五方面，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现一种伺服系统碰撞检测方法的步骤。
32、相比现有技术，本申请至少具有以下有益效果：
33、本申请提供了一种伺服系统碰撞检测方法及系统，通过在伺服驱动器正常闭环控制的过程中，实时检测上位机下发的指令和伺服电机编码器反馈的位置信息，并求得理论速度、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种伺服系统碰撞检测方法，其特征在于，所述方法应用于伺服系统处于位置控制模式时，包括：
2.根据权利要求1所述的伺服系统碰撞检测方法，其特征在于，所述步骤1中，所述位置指令和所述实际位置是周期性更新的。
3.根据权利要求1所述的伺服系统碰撞检测方法，其特征在于，所述步骤2中，所述理论速度原始值、所述理论加速度和所述理论加加速度是根据所述位置指令通过三次微分分别计算得到的。
4.根据权利要求1所述的伺服系统碰撞检测方法，其特征在于，所述步骤3中，所述实际速度是根据所述实际位置通过微分计算得到的。
5.根据权利要求1所述的伺服系统碰撞检测方法，其特征在于，所述步骤7具体包括：判断所述误差是否超过阈值，若超过阈值，则输出故障信号。
6.一种伺服系统碰撞检测方法，其特征在于，所述方法应用于伺服系统处于速度控制模式时，包括：
7.一种伺服系统碰撞检测系统，其特征在于，包括：
8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种伺服系统碰撞检测方法，其特征在于，所述方法应用于伺服系统处于位置控制模式时，包括：
2.根据权利要求1所述的伺服系统碰撞检测方法，其特征在于，所述步骤1中，所述位置指令和所述实际位置是周期性更新的。
3.根据权利要求1所述的伺服系统碰撞检测方法，其特征在于，所述步骤2中，所述理论速度原始值、所述理论加速度和所述理论加加速度是根据所述位置指令通过三次微分分别计算得到的。
4.根据权利要求1所述的伺服系统碰撞检测方法，其特征在于，所述步骤3中，所述实际速度是根据所述实际位置通过微分计算得到的。
5.根据权利要求1所述的伺服系统...
【专利技术属性】
技术研发人员：于文轩，刘波，汤小平，
申请(专利权)人：清能德创电气技术北京有限公司，
类型：发明
国别省市：
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