[发明专利]一种高精度工业机器人机械振动信号跟踪方法

摘要

本发明公开了一种高精度工业机器人机械振动信号跟踪方法，可以解决振动传感器线性度低、信噪比低、抗干扰能力差、多振动信号强耦合等问题，通过锁频环（AFLL）算法和系统角频率自适应算法（adaptive algorithm）相互协调作用对振动传感器采样的复杂信号进行特征提取，获取原始振动信号的幅值和初始相位以及角频率，最后重新合成原始振动信号。

主权项

一种高精度工业机器人机械振动信号跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S101：振动信号传感器对机械振动信号进行转化为电压振动信号，ADC对电压振动信号进行采样得到，其中采样周期为T秒，将绘图；步骤S102：确定目标振动信号的大致角频率，以工业机器人底座的踝关节为例，其振动频率大致为hz，那么对应振动信号的角频率；步骤S103：根据振动信号的角频率，设计出AFLL算法中的三个数字滤波器的参数；步骤S104：数字低通的幅频特性：数字低通滤波器的相频特性：由于输入振动信号的角频率是，在保证输入信号不失真，也就幅值不衰减也就过冲、相位保持线性，另外保证低通滤波器的截止频率为输入频率3到5倍；增益为，可以根据截止频率可得：，可计算；步骤S105，通过步骤S104可以计算出带通和带阻的相频特性和幅频特性；步骤S106，根据步骤S105和步骤S104所计算的参数构建所频环（AFLL）算法；步骤S107，根据步骤S105和步骤S104所计算的参数构建频率自适应算法；步骤S108，把输入公式（5）和公式（7）进行迭代，系统暂态响应0.25s，系统进入稳态输出带通，低通，带阻，振动信号角频率；步骤S109，幅值即：；步骤S201，根据步骤S108和步骤S109合成正弦振动信号：；显然还是未知的；步骤S202，由于和完全相同；用单位斜坡递增的方式和能量收敛进行迭代；为了保证相位精度和跟踪时间快速性，于是定义用s时间，单位斜坡从0度到360度；由于采样周期T秒，那么也就是每T秒走度；合成信号与原始振动信号相似度能量：时，认为与完全一致，其中是精度要求，此时输出就是，就是步数；步骤S203，输出原始振动信号：；其中，，。