[发明专利]一种S形轨迹柔性振动抑制可靠性分析方法

说明书

本申请公开了一种S形轨迹柔性振动抑制可靠性分析方法，包括：获取样本内各个直线伺服电机的动子在当前S形轨迹设计方法下的加速度跟随误差样本函数；建立动子加速度区间过程变量函数；建立动子加速度区间过程变量函数与当前S形轨迹柔性振动抑制系统的残余振动抑制衰减能量衰减幅度P^I(ω_n)的映射模型；计算当前电机样本的动子加速度跟随误差满足当前S形轨迹柔性振动抑制系统设计指标P^*的可靠度P；判断可靠度P越大时，评估当前电机样本满足可靠性越高。本申请为电机性能的诊断，也即为该批电机对当前S形轨迹柔性振动抑制系统的残余振动抑制效果提供了诊断依据，相比较于传统的诊断方法，更加便捷高效。

技术领域

本公开一般涉及一种可靠性分析方法，尤其涉及一种S形轨迹柔性振动抑制可靠性分析方法。

背景技术

随着精密加工行业在我国的蓬勃发展，具有高速高精度运动性能的直线电机伺服系统在半导体自动化产业中应用广泛。值得注意的是，连接末端执行机构与直线电机动子的机械装置普遍存在柔性环节。因此在进行定位运动时，末端执行机构易出现低频振动的现象，即柔性伺服系统的残余振动现象。因此，研究柔性伺服系统的抑振问题对于开发高性能运动平台有着重要的意义。

基于图1所示的运动模型，直线伺服电机系统中动子由A点(时间t＝0)匀速运动到B点，当动子达到B点(时间t＝t_f)后，动子停止运动，但是柔性末端会有残余振动；业内为了抑制柔性末端的残余振动，给动子设计S型的运动轨迹，理论上基于S型的运动轨迹，当动子停止后，柔性末端在动子停止运动后也是静止的状态。

上述传统的轨迹抑振可靠性评估方法的前提：考虑伺服系统能够严格按照对参考信号进行跟随。而由于各种各样的外界因素影响以及伺服环路带宽制约，据此前提得到的结果过于理想，在一些糟糕的工况下甚至不具有参考意义。

当直线电机伺服系统的S形轨迹被设计好后，不同批量的电机具有不同的动子位移跟随性能，而不同的跟随性能会对残余振动抑制效果产生不同的影响，有的跟随性能差的电机可能直接无法适用于当前的S形轨迹规划方法，现有技术中，对批量电机对当前规划方法的参与振动抑制效果进行逐个测试分析，以筛选出符合残余振动抑制性能的电机，现有技术的方法，使得每批电机都需要测试，测试成本很高。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种S形轨迹柔性振动抑制可靠性分析方法。

第一方面本申请提供一种S形轨迹柔性振动抑制可靠性分析方法，所述方法包括以下步骤：

获取样本内各个直线伺服电机的动子在当前S形轨迹设计方法下的加速度跟随误差样本函数，如公式(13)所示：

为S形轨迹运动中,直线伺服电机的输入加速度；

为S形轨迹运动中,动子的实际加速度；

根据公式(2)建立动子加速度区间过程变量函数：

f^U_e(t)为动子加速度区间过程变量函数的上边界函数，f^D_e(t)为动子加速度区间过程变量函数的下边界函数；上边界函数和下边界函数包络所有加速度跟随误差样本函数；动子加速度区间过程变量函数具有中值函数f^M_e(t)和半径r；

建立动子加速度区间过程变量函数与当前S形轨迹柔性振动抑制系统的残余振动抑制衰减能量衰减幅度P^I(ω_n)的映射模型；