[发明专利]一种多自由度试验机构联动频率相位同步控制方法

摘要

本发明提供了一种多自由度试验机构联动频率相位同步控制方法，该方案采用主从轴按各自设定的参数进行正弦曲线运动，不会引起主从轴的累积控制误差，只需解算出从轴的启动等待时间即可；等待时间解算工程适应性强，且可根据等待时间实现相位的同步控制；同步运行参数可由用户自行设定，具有同步算法高效简洁、工程适应性强及同步误差小的显著特点，特别适应于在风洞进行动态多自由度试验时多自由度试验装置的联动频率相位同步控制，亦可推广至工业领域多自由度装置的同步控制。

主权项

1.一种多自由度试验机构联动频率相位同步控制方法，该试验机构至少含两自由度支撑机构，且为电机伺服系统，控制平台应为多轴运动控制器，伺服周期需小于等于1ms，其特征是：包括有以下控制步骤：a.在同步控制之前，进行从轴准备程序，若从轴未回零，启动从轴回零程序；b.选择同步工作模式，主轴频率、幅值及相位分别由f₁、A₁、θ₁表示，从轴频率、幅值及相位分别由f₂、A₂、θ₂表示；在同步工作模式下，选择第一主轴或第二主轴作为主轴，按同步工作模式下主轴参数f₁、A₁、θ₁启动主轴，运行曲线表示为：y₁＝A₁sin(2πf₁t₁+θ₁)，待主轴正常稳定运行后，发出同步控制命令；c.根据主轴运行轨迹，通过正弦曲线,令θ₁＝0，由curr_t＝arcsin(y₁/A₁)/2πf₁解算出当前时刻的时间curr_t,由主轴当前时刻的位移y₁和速度vel₁判断当前时刻所在的象限，判断如下：y₁≥0,vel_1≥0,curr_t＝curr_ty₁≥0,vel_1＜0,curr_t＝T₁/2‑curr_ty₁＜0,vel_1≥0,curr_t＝T₁/2+ABS(curr_t)y₁＜0,vel_1＜0,curr_t＝T₁/2‑ABS(curr_t)由主轴当前时刻所在的象限和从轴同步相位假定值θ₂＝0，进一步推导出从轴同步启动的时间t_wait＝T₁‑curr_t；d.待t_wait时刻后，从轴根据同步工作模式下从轴参数f₂、A₂、θ₂启动，运行曲线表示为：y₂＝A₂sin(2πf₂t_wait+θ₂)，实现相位同步；e.同步控制结束后，依次停止主从轴；所述步骤c中，主轴当前时刻的时间计算以主轴最近一次正向穿越零点的时刻算起，即正弦曲线相位为零时；所述步骤c中，通过主轴相对零点运行的位移和速度来判断所在象限；所述第一主轴为快速拉起机构；所述第二主轴为俯仰振动机构；所述从轴为强迫滚转机构。