[发明专利]一种复杂轨迹的轮廓控制方法

摘要

本发明公开了一种复杂轨迹的轮廓控制方法，该方法结合一种具有轮廓误差预补偿功能的交叉耦合控制框架，对参与伺服运动的各轴建立自适应数据模型，根据当前目标位置点和若干历史位置点值，确定伺服被控对象待辨识参数，通过极点配置算法实时整定控制参数。这种根据历史控制量和未来控制量对当前控制输出加以调整的方法，有效地抑制了有界过程干扰，提高了轮廓控制的精度及过程的稳定性。

主权项

1.一种复杂轨迹的轮廓控制方法，包括以下步骤：(1)对位置伺服系统建模，即进行位置控制系统的模型辨识，确定模型阶次、得到位置控制系统传递函数、线性回归数据模型及其待辨识的模型参数Jeq、Beq；(2)设计基于PD型的位置控制器，根据辨识所得的被控对象伺服特性，确定稳定的控制极点，实时调节控制器参数，获得微超调、无相位滞后的稳定控制器；(3)将插补进给率与增量式位置输出值比较得到的伺服延迟输入到位置控制器中，得到实时控制量的输出；(4)根据控制器硬件FIFO队列中存储的插补数据，采用运动命令队列输出缓冲机制，基于步骤(1)辨识获得的数据模型，产生预见前馈输入；由自适应预见控制器对输入量(301)、伺服延迟(302)、控制量(304)进行处理，得到稳定的位置输出(308)；(5)对各伺服轴输出位置值进行交叉耦合处理，计算实时耦合轮廓误差(1330)，通过耦合补偿控制器(1350、1350’)，对速度环内控制量进行修正；经过预补偿增益处理，进行解耦计算，计算结果经过XY轴向进给率校正分量vkx、vky处理，实现对进给率的实时修调；(6)在步骤(5)的基础上，结合步骤(4)的自适应预见控制器，各轴自适应预见控制器(1410)对各伺服轴的控制量Ux、Uy输出做进一步调整；根据历史位置数据及外部干扰信息改善实时控制量的稳定输出；轴间协调控制采用交叉耦合预补偿机制，同时对前端输入进给率(1315)及控制输出量Ux、Uy进行修调处理。