[发明专利]基于脉冲驱动型电机的平滑加速控制方法和系统

说明书

本发明提供了一种基于脉冲驱动型电机的平滑加速控制方法和系统，其中，所述方法包括：获取工作任务；计算脉冲驱动型电机以平滑加速方式完成所述工作任务对应的加速变量；初始化所述加速变量；将初始化后的加速变量带入预设的电机速度控制模型，以控制所述脉冲驱动型电机完成所述工作任务的速度变化，上述方法和系统大大降低了硬件成本。

技术领域

本发明涉及数字控制系统领域，特别涉及一种基于脉冲驱动型电机的平滑加速控制方法和系统

背景技术

在数控系统中，执行单元电机的加减速过程会影响被加工物件的光洁度。为此课题展开了诸多加速算法的研究，比如直线加速算法、指数加速算法、抛物线加速算法、S曲线加速算法等等。在国内《弹箭与制导学报》2005年刊第26卷第2期中，曹东杰提出了一种按S曲线升降频调速方法，这种方法通过对步进电机矩频特性与电机动力学的分析，给出了一种S曲线的生成算法；北京航空航天大学的Xia Yubin在2012年刊的《Research Journal ofApplied Sciences,Engineering and Technology》第4卷第2期中提出一种基于查表法的S曲线加减速算法，该方法通过简化S曲线模型，给出另一种S曲线生成方法。在国外，NanyangTechnological University的研究员在《Planning Algorithms for S-curveTrajectories》中提出用高阶多项式平滑加减速处理，并证明了5次多项式模型可以达到三角函数模型的加速效果。

这三种控制算法在理论与实践不同层面上解答了加速曲线的平滑问题，但是都有不足以及可以优化的空间。国内提出的两种算法基于差表法，该类方法具有较差的实用性。该方法是通过较高级的处理器对于模型进行数据处理，枚举所有工作情况并将产生的数据结果写入存取器。系统运行时，主控通过读取存储器内容进行速度平滑处理。这种算法有诸多缺点：存储器开销，灵活性差。而第三种方法，虽然指出了可以通过高阶多项式可以拟合三角函数达到优化模型的方法，但是对处理器性能要求较高。高阶多项式的运算对于处理器有精度与时效的要求，使得处理器成本有所增加。”

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种降低硬件成本的基于脉冲驱动型电机的平滑加速控制方法和系统。

一种基于脉冲驱动型电机的平滑加速控制方法，包括：

获取工作任务；

计算脉冲驱动型电机以平滑加速方式完成所述工作任务对应的加速变量；

初始化所述加速变量；

将初始化后的加速变量带入预设的电机速度控制模型，以控制所述脉冲驱动型电机完成所述工作任务的速度变化。

在其中一个实施例中，所述加速变量包括脉冲当量、脉冲总数、最大速度、分频系数、加速度系数；所述初始化加速变量的步骤包括：

根据最大速度以及分频系数计算分频器最小值；

根据加速度系数、脉冲当量以及分频系数计算当前分频器值；

对当前脉冲数、加速脉冲数置零并将剩余脉冲数的数量设置为脉冲总数。

在其中一个实施例中，在获取工作任务的步骤之前，还包括：

获取脉冲驱动型电机加速过程的加速曲线；

对所述加速曲线求积分获得位移对时间的位移量函数；

获取脉冲驱动型电机对应的脉冲当量；

通过所述脉冲当量对位量进行均分，利用所述位移量函数获得时间数列；

通过泰勒多项式对时间数列展开进行简化，以获得时间序列简化式；