[发明专利]一种基于DSP的直线加减速拐点误差补偿方法

说明书

技术领域

本发明属于电机控制领域，具体涉及一种基于DSP的直线加减速的拐点误差补偿方法。

背景技术

加、减速的控制是电机控制的必要组成部分，大多使用单片机控制。该过程一般可分为直线加减速过程和指数变化加减速过程两类。其中直线加减速过程因其设计简单、计算量小并且容易实现，而使其在工程中相较指数变化加减速过程得到了更加广泛的应用

对于直线加减速过程来说，一种是有匀速段的加减速过程，一种是无匀速段的加减速过程。有匀速段的加减速过程适用于插补采样频率小的情况下，也即电机控制周期长的情况下。无匀速段的加减速过程，适用于插补采样频率高，对伺服系统的实时性要求较高的场合下。而无论对于那种直线加减速过程，都存在理论的加减速过程与实际的加减速过程不完全一致的问题。

对于无匀速段直线加减速过程，理论上首先由获得的加减速控制信息得到相应的加减速时间，当电机完成加速时间后开始进入减速阶段，当完成减速时间时电机停止运行，从而完成控制信息要求的电机位移。实际中利用加减速控制信息得到的并非是精确的加减速所需时间，而是加减速的插补采样周期的个数。这样就造成了在加速段的最后一个插补采样周期中，电机所走过的实际位移与理论位移存在误差。这个误差会在后面的减速过程中一直存在，从而造成当实际位移大于理论位移时候，速度曲线在减速为零时有一个较大的冲击。当实际位移小于理论位移时，就会造成电机停转时达不到控制信息要求的位移。

问题的关键在于该方法不能保持加速阶段和减速阶段速度曲线的对称性，最关键的就是在加速阶段向减速阶段过渡的拐点处存在实际脉冲数和理论脉冲数的误差，对直线加减速的应用造成了一定的限制。

与发明相关的公开报道有：陈友东，数控系统的直线和S形加减速研究，北京航空航天大学，北京，2006。Xin-Gui Guo,De-Cai Wang,Cong-Xin Li,Ya-Dong Liu,A rapid and accurate positioning method with linear deceleration in servo system,2002,pp.851-861。

发明内容

本发明的目的在于提供一种避免提前进入减速采样周期而使电机出现冲击问题，可扩展性更强的直线加减速拐点误差补偿方法。

本发明的目的是这样实现的：

基于DSP的直线加减速拐点误差补偿方法包括下列步骤：

（1）获取加减速所需的控制信息：

由上位机输入直线加减速所需的控制信息，包括给定脉冲数，加速度常值，最高速度，插补采样周期；

（2）根据获得的控制信息计算加速、减速和匀速的时间：

由插补采样周期确定时间段的采样周期个数：

v(t)=aTi   0<i=ent(t/T)≤n_s

ns=ent[1TSa]]]>

其中v(t)为加速时的瞬时速度，i为当前时刻走过的插补采样周期个数，S为给定的脉冲数目，T为插补采样周期，n_s为加速（减速）所需采样周期个数，a为加速度常值；

（3）计算理论拐点和实际拐点的脉冲误差：

取定拐点处的采样周期个数，计算出理论拐点和实际拐点的脉冲误差：其中Δ为理论拐点和实际拐点的脉冲误差，S_N为经过n_s个采样周期加速所产生的脉冲个数由DSP实时采集；

（4）分配脉冲：

将误差脉冲补偿给拐点处的采样周期，得到最终的脉冲分配方案，获得每个采样周期里的速度信息：

S_i=S-S_N   i=n_s+1