[发明专利]一种位置闭环控制方法及装置

说明书

本发明提供了一种位置闭环控制方法及装置，该方法包括：在当前伺服周期内，按照预设时间间隔依次采集控制对象的位置值并记录采集时间点；根据当前位置值与目标位置值判断控制对象是否运动到位，当前位置值为当前伺服周期内最后一次采集的位置值；若未运动到位，根据当前位置值与目标位置值的差值、采集的各个位置值及其对应的采集时间点，计算当前速度输出值；根据速度阈值对当前速度输出值进行阈值限定，得到实际速度输出值；依据当前位置值与目标位置值的差值、实际速度输出值和预设加速度值，控制控制对象运动。基于上述公开的方法，实现了提前规划控制对象的运动路径，从而有效降低出现控制对象超调甚至飞车现象的可能性。

技术领域

本发明涉及位置闭环控制领域，更具体地说，涉及一种位置闭环控制方法及装置。

背景技术

位置闭环控制是一种使控制对象按照预设规律或轨迹运动到目标位置处的方法。

如图1所示为现有的位置闭环控制框图，主要包括位置控制器101、速度控制器102、执行机构103和控制对象104。目前位置闭环控制方法主要包括：在一个伺服周期内，位置控制器通过对比控制对象的目标位置值与采集到的位置值计算控制对象的位置偏差量，速度控制器根据位置偏差量和采集到的速度量计算当前速度输出量，以使执行机构按照当前输出速度量驱动控制对象运动到目标位置处。但是，经研究发现，利用目前这种位置闭环控制方法驱动控制对象运动的过程中容易出现控制对象超调甚至飞车。

因此，如何有效降低出现控制对象超调甚至飞车现象的可能性，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种位置闭环控制方法及装置，以解决现有的技术方案驱动控制对象运动的过程中容易出现控制对象超调甚至飞车的问题。技术方案如下：

一种位置闭环控制方法，包括：

在当前伺服周期内，按照预设时间间隔依次采集控制对象的位置值并记录采集时间点；

根据当前位置值与目标位置值判断所述控制对象是否运动到位，所述当前位置值为所述当前伺服周期内最后一次采集的位置值；

若未运动到位，根据所述当前位置值与所述目标位置值的差值、采集的各个所述位置值及其对应的所述采集时间点，计算当前速度输出值；

根据速度阈值对所述当前速度输出值进行阈值限定，得到实际速度输出值；

依据所述当前位置值与所述目标位置值的差值、所述实际速度输出值和预设加速度值，控制所述控制对象运动。

优选的，所述根据所述当前位置值与所述目标位置值的差值、采集的各个所述位置值及其对应的所述采集时间点，计算当前速度输出值，包括：

依据所述当前位置值与所述目标位置值的差值和预设比例-积分-微分算法计算调节速率；

根据最小二乘法对采集的各个所述位置值及其对应的所述采集时间点进行拟合计算，得到拟合速率；

基于所述调节速率、所述拟合速率及其各自对应的权重值计算当前速度输出值。

优选的，所述根据最小二乘法对采集的各个所述位置值及其对应的所述采集时间点进行拟合计算，得到拟合速率，包括：

根据采集的各个所述位置值及其对应的所述采集时间点，绘制相应的坐标点；

对各个所述坐标点进行拟合处理，得到拟合曲线；

计算所述拟合曲线的斜率；

根据所述斜率和预设拟合系数计算拟合速率。

优选的，所述根据速度阈值对所述当前速度输出值进行阈值限定，得到实际速度输出值，包括：

比较所述当前速度输出值与速度阈值；