[发明专利]双惯量伺服系统的谐振抑制方法以及谐振抑制装置

说明书

本申请提供了一种双惯量伺服系统的谐振抑制方法以及谐振抑制装置，该方法包括：确定伺服控制子系统的电机是否出现异常工况，异常工况包括以下至少之一：谐振、轴电流的变化率超出变化率阈值；获取初始位置偏差，初始位置偏差为负载的实际位置与电机的实际位置的差值；在电机发生异常工况的情况下，根据电机的目标参数，对初始位置偏差进行滤波处理，得到位置偏差，并将位置偏差发送给位置环的输入端，以使位置环根据位置给定值、电机的实际位置以及位置偏差，对电机的位置进行闭环控制，使得控制后的电机不出现异常工况。本申请解决了现有技术中双惯量伺服系统的振荡较大的问题。

技术领域

本申请涉及电机控制领域，具体而言，涉及一种双惯量伺服系统的谐振抑制方法、抑制装置、计算机可读存储介质、处理器以及双惯量伺服控制系统。

背景技术

目前，滚珠丝杠传动凭借着高刚度、低磨损、高效率、滚动摩擦、寿命长等优点，成为将伺服电机的旋转运动转换为工作台直线进给的解决方案。而位置伺服系统的控制在很大程度上取决于滚珠丝杠传动对于期望轨迹的跟踪性能。与旋转运动不同，直线运动除了可以使用旋转电机编码器的位置信息来实现位置闭环，还有另外一种方式，使用直线负载侧光栅系统的位置信息来构成位置闭环。进给机械中存在多个误差源：(1)加工时滚珠丝杠将会产生热膨胀进而导致由温度特性引起的定位误差；(2)由滚珠和螺母之间的间隙非线性导致的反向误差；(3)滚珠丝杠螺距带来旋转运动变换成直线运动的非线性误差；(4)机械作用导致的形变误差。而全闭环的位置回路将进给传动的机械环节全部包含，因此由机械导致的误差能够被工作台的直线光栅尺检测，并且通过位置环实现修正，从而消除多个误差源。因此，随着对精度的要求越来越高，在位置闭环中光栅系统变得越来越重要。

在进给伺服系统的机械传动部分，其刚度是有限的，存在一定的弹性。进而在系统中引入了一对共轭极点，即二阶临界振荡环节，而不断拓宽的伺服带宽与负载的固有频率相重叠，进而激发系统中的谐振。这种情况下不仅会造成加工表面出现振动纹波、甚至会对机械造成严重损伤。通过优化机械设计，引入减震器、加固止推轴承等方式可以在一定程度上抑制谐振，但是当工况发生变化或者伺服带宽提高，此时又会出现谐振现象。

因此，亟需一种方法，来解决现有的伺服系统的振荡较大的问题。

在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解，因此，背景技术中可能包含某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种双惯量伺服系统的谐振抑制方法、抑制装置、计算机可读存储介质、处理器以及双惯量伺服控制系统，以解决现有技术中双惯量伺服系统的振荡较大的问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种双惯量伺服系统的谐振抑制方法，所述双惯量伺服系统包括连接的伺服控制子系统以及负载，所述伺服控制子系统具有电流环、速度环以及位置环，所述方法包括：确定步骤，确定所述伺服控制子系统的电机是否出现异常工况，所述异常工况包括以下至少之一：谐振、轴电流的变化率超出变化率阈值；获取步骤，获取初始位置偏差，所述初始位置偏差为所述负载的实际位置与所述电机的实际位置的差值；滤波步骤，在所述电机发生所述异常工况的情况下，根据所述电机的目标参数，对所述初始位置偏差进行滤波处理，得到位置偏差，并将所述位置偏差发送给所述位置环的输入端，以使所述位置环根据位置给定值、所述电机的实际位置以及所述位置偏差，对所述电机的位置进行闭环控制，使得控制后的所述电机不出现所述异常工况，其中，在所述异常工况包括所述谐振的情况下，所述目标参数包括所述电机的谐振频率；在所述异常工况包括所述变化率超出所述变化率阈值的情况下，所述目标参数包括所述变化率。

可选地，根据所述电机的目标参数，对所述初始位置偏差进行滤波处理，得到位置偏差，包括：根据所述谐振频率和/或所述变化率，确定滤波的时间常数；根据所述时间常数对应的传递函数，对所述初始位置偏差进行滤波处理，得到所述位置偏差。