[发明专利]基于主从平台通信的伺服系统振动抑制装置及其抑制方法

说明书

技术领域

本发明涉及嵌入式数字信号处理领域，具体的说是一种基于主从平台通信的伺服系统振动抑制装置及其抑制方法。

背景技术

在对伺服系统中进行振动抑制检测和调试的过程中，传统的方法是在嵌入式系统上开发一个调试组件，通过调试组件在数控机床上对振动频率进行采样，把采样结果保存在嵌入式系统的内存中，由于嵌入式上调试模块的内存的限制，采样时间太短，获得的信号太少，导致对系统振动信号捕捉不够全面，从而影响控制的精度。

在采样之后需要对所采得的振动信号进行处理，来获得振动频率，针对该频率来设计陷波器，过程复杂。同时，这种做法使对伺服系统的振动检测依赖于开发，开发过程依赖于检测结果，所以控制系统的移植性与可扩展性受到限制。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明提出一种基于主从平台通信的伺服系统振动抑制装置及其抑制方法，以解决现有伺服系统在振动检测和抑制过程中因调试和开发耦合性大导致的伺服系统振动抑制控制系统移植性与可扩展性的问题。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种基于主从平台通信的伺服系统振动抑制装置，包括主平台和从平台，其中从平台包括快速傅里叶转换模块、滤波计算模块、第一输入缓冲区、第一结果缓冲区，主平台包括振动抑制模块、电机控制模块和外部设备；

所述快速傅里叶转换模块，连接滤波计算模块和第一输入缓冲区，用于将第一输入缓冲区接收到主平台发送的数据进行频谱分析；

所述滤波计算模块，连接快速傅里叶转换模块和第一结果缓冲区，用于根据频谱分析结果计算出陷波器参数；

所述第一结果缓冲区连接滤波计算模块和USB接口，用于将接收到的陷波器参数通过USB接口发送到主平台中振动抑制模块进行参数设置；

所述振动抑制模块连接USB接口和电机控制模块，用于根据从平台发出的陷波器参数设置振动抑制模块参数；

所述电机控制模块连接振动抑制模块和双惯性系统，用于将经过振动抑制处理后的信号通过脉冲宽度调制器传到双惯性系统中，完成系统控制。

所述主平台为嵌入式平台，所述从平台为PC平台或者NC平台，主平台和从平台通过USB进行数据传输。

所述外部设备包括编码器、模数转换装置、内存和脉冲宽度调制器。

所述振动抑制模块包括第二输入缓冲区、振动抑制运算模块、第二输出缓冲区。

一种基于主从平台通信的伺服系统振动抑制方法，包括振动检测过程和振动抑制过程；

所述振动检测过程包括以下步骤：

双惯性系统发出模拟信号，将经过编码器编码后的模拟信号通过数模转换装置的采集后转换为数字信号，存入内存中，并同时通过USB接口向从平台发送；

从平台中的第一输入缓冲区接收到主平台发送的数据后，发送到快速傅里叶转换模块，快速傅里叶转换模块接收到数据后进行频谱分析，把频谱分析结果发送到滤波计算模块，计算出陷波器参数后将陷波器参数发送到第二输出缓冲区，并通过USB接口返回主平台中的振动抑制模块中进行参数设置，完成振动检测过程；

所述振动抑制过程包括以下步骤：

双惯性系统发出模拟信号，将经过编码器编码后的模拟信号通过数模转换装置的采集并转换为数字信号，传到振动抑制模块中的第二输入缓冲区，经过振动抑制运算后，传到第二输出缓冲区中，并将经过振动抑制处理后的信号通过电机控制模块控制双惯性系统。

所述第二输入缓冲区和第二输出缓冲区为循环缓冲区，在输入或输出数据达到缓冲区的容量时，采用最近最少使用的算法把最新来的输入按顺序替换掉最近最少使用的数据。

本发明具有以下有益效果及优点:

1.移植性好。通过USB在主从平台之间进行数据交换，可以把开发和调试分离，在开发时只需要注重开发模型，预留振动抑制模块，具体的设置可以在调试的时候通过运行该控制装置即可自动完成设置。

2.可扩展性好。当需要在设置好的伺服系统上加入其他装置时，不必对控制程序进行代码级的修改或者重写，运行该控制装置可检查新系统的振动特性并对其进行设置。

3.满足实时控制。由于滤波模块中建立的是循环缓冲区，可以用有限的内存空间来处理无限的信号序列，因此解决了由于存储无限的信号序列而产生内存溢出的问题，可以满足实时控制的要求。

附图说明

图1是本发明的控制方法框图；

图2是主平台的数据流表征图；

图3是从平台的数据流表征图；

图4是双惯性系统模型；