[发明专利]双驱龙门平台驱动系统、方法、设备及计算机可读存储器

说明书

本发明提供了一种双驱龙门平台驱动系统、方法、设备及计算机可读存储器，所述驱动系统包括第一位置检测单元、第二位置检测单元、补偿值获取单元、偏摆角控制单元以及解耦控制单元，其中：所述第一位置检测单元，用于获取第一位置；所述第二位置检测单元，用于获取第二位置；所述补偿值获取单元，用于获取所述横梁的偏转角；所述偏摆角控制单元，用于对偏角指令进行补偿获得偏摆力矩；所述解耦控制单元使用解耦变量解耦获得第一转矩和第二转矩，所述解耦变量包括所述偏摆力矩。本发明根据横梁的偏转角对偏角指令进行补偿获得偏摆力矩，并将所述偏摆力矩作为交叉解耦的参数，补偿了实际应用中的建模误差，实现了高速、高精度龙门双驱控制。

技术领域

本发明实施例涉及永磁同步电机驱动系统领域，更具体地说，涉及一种双驱龙门平台驱动系统、方法、设备及计算机可读存储器。

背景技术

双驱龙门平台(Dual-Drive Gantry Machine)广泛应用于发光二极管、半导体、平面显示、激光切割和机床加工等精密制造工业领域。

如图1所示，是典型的双驱龙门平台的示意图，该双驱龙门平台包括两条滑轨11、横梁12、滑块13以及加工头或Z轴机构14。上述两条滑轨11以一定间距沿x方向设置，横梁12横跨在滑轨11上，横梁12的两个端部分别具有运动部件以及分别驱动两个运动部件在滑轨11上运行的两台电机，通过上述电机可控制横梁12沿x方向运动。滑块13安装于横梁12的导轨上，一台电机控制滑块13沿y方向运动。加工头或z轴机构14安装于滑块13上。上述电机可采用直线电机直接驱动运行，也可采用旋转电机配合滚珠丝杠或齿轮齿条等结构驱动运行。

由于双驱龙门平台具有大跨度、高刚性、强耦合的结构特性，要实现高精度高速同步控制，对控制装置的解耦能力提出了严苛要求。

对于龙门跨度相对较小、机械对称、刚性和速度要求较低的应用场合，可采用基于位置同步偏差的交叉解耦方式，反复调整龙门轴驱动器的环路增益，达到平稳控制的目的。如果想进一步提高运行速度，可采用主-从控制方式，即主轴控制横梁在y方向的位置，从轴采用位置控制或者转矩控制模式，跟随主轴运行。对于跨度较大，机械存在一定的差异，运行速度和精度要求较高的情况下，需要采用基于模型的交叉解耦和补偿控制方式。

然而，上述基于位置同步偏差的交叉解耦方案，存在解耦能力不强、对机械结构依赖较大、参数调试复杂、且易产生偏摆振动的问题。

对于主-从控制方式，则存在以下问题：无法主动抑制横梁本身的弹性振动模态；无法消除横梁、滑块和负载的运动，对龙门同步运行造成扰动；对机械安装对称性要求较高；在高加减速高速运行时，机械磨损较大。

发明内容

本发明实施例针对上述基于位置同步偏差的交叉解耦方案，存在解耦能力不强、对机械结构依赖较大、参数调试复杂、且易产生偏摆振动的问题，以及主-从控制方式无法主动抑制横梁本身的弹性振动模态、无法消除横梁、滑块和负载的运动、对龙门同步运行造成扰动、对机械安装对称性要求较高、在高加减速高速运行时，机械磨损较大的问题，提供一种双驱龙门平台驱动系统、方法、设备及计算机可读存储器。

本发明实施例解决上述技术问题的技术方案是，提供一种双驱龙门平台驱动系统，所述双驱龙门平台包括用于驱动横梁第一端的第一运动部件在第一导轨上移动的第一电机、用于驱动横梁第二端的第二运动部件在第二导轨上移动的第二电机以及在所述横梁上移动的滑块，所述驱动系统包括第一位置检测单元、第二位置检测单元、补偿值获取单元、偏摆角控制单元以及解耦控制单元，其中：

所述第一位置检测单元，用于获取所述第一运动部件在所述第一导轨上的第一位置；

所述第二位置检测单元，用于获取所述第二运动部件在所述第二导轨上的第二位置；

所述补偿值获取单元，用于根据所述第一位置、第二位置获取所述横梁的偏转角；

所述偏摆角控制单元，用于使用所述横梁的偏转角对偏角指令进行补偿获得偏摆力矩；