申请/专利权人：法睿科(镇江)智能科技有限公司

申请日：2024-04-24

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN118068689B

主分类号：G05B11/42

分类号：G05B11/42

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2024.06.11#实质审查的生效;2024.05.24#公开

摘要：本发明公开了一种实现伺服驱动器同步运行的方法及系统，涉及伺服驱动器控制技术领域，该方法的步骤包括：使用分布式控制系统，将多个伺服驱动器分布在机器人各个执行器上；提取外部运动需求，生成运动需求序列，提取伺服驱动器实际运动序列，并记录各个伺服驱动器到达期望位置的时间，得到运动差异值，联合所述实际启动加速度和实际停止加速度计算执行器震荡威胁值，将运动差异值和执行器震荡威胁值作为所述PID运动控制器的输入，制定控制策略，实时监测系统的电路安全状态，判断是否切断设备供电。本发明解决了设备震荡带来的不稳定性的同时确保伺服驱动器同步运行控制过程中的可靠性和高效性。

主权项：1.一种实现伺服驱动器同步运行的方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、使用分布式控制系统，将多个伺服驱动器分布在机器人各个执行器上；S2、提取外部运动需求，生成运动需求序列，提取伺服驱动器实际运动序列，并记录各个伺服驱动器到达期望位置的时间，得到运动差异值；具体步骤包括：S21、生成运动需求序列，包括伺服驱动器的期望位置、期望速度、预定控制周期、伺服驱动器到达期望位置的期望时间、期望启动加速度、期望停止加速度；S22、提取伺服驱动器实际运动序列，包括依照时间间隔T提取伺服驱动器实际速度序列、其中，表示第个伺服驱动器第次记录的执行器实际速度，还包括启动速度序列和停止速度序列、机器人执行器到达期望位置的实际时间序列和伺服驱动器实际控制周期序列，其中，表示第个伺服驱动器到达期望位置的实际时间，表示第个伺服驱动器实际控制周期，，表示机器人执行器的数量；具体步骤包括：S221、依照顺序遍历所述伺服驱动器实际速度序列，当时，第个伺服驱动停止遍历，提取此时第个伺服驱动器实际速度和启动速度序列；S222、当伺服驱动器接收到停止指令时，记录此时伺服驱动器实际速度，并得到停止速度序列；S223、提取第个机器人执行器到达期望位置的实际时间，并计算实际启动加速度和实际停止加速度；S23、将步骤S21和S22中得到的数据代入执行器轨迹差异计算策略计算运动差异值；所述执行器轨迹差异计算策略包括：S231、利用步骤S22中的数据计算第个伺服驱动器运动速度胁迫值，则伺服驱动器总体运动速度胁迫值的计算公式为；计算伺服驱动器启动加速度差异值、伺服驱动器停止加速度差异值、伺服驱动器到达期望位置的时间差异值和实际控制周期差异值；S232、结合步骤S231中的数据计算运动差异值： ；其中，表示伺服驱动器运动速度胁迫值权重，表示伺服驱动器到达期望位置的时间差异值权重，表示实际控制周期差异值权重，表示伺服驱动器启动加速度差异值权重，表示伺服驱动器停止加速度差异值权重；S3、设置伺服器加速阈值，当伺服驱动器实际运动序列中实际启动加速度或实际停止加速度大于等于伺服器加速阈值时，进行S4，当伺服驱动器实际运动序列中实际启动加速度或实际停止加速度小于伺服器加速阈值时，进行S5；S4、联合所述实际启动加速度和实际停止加速度计算执行器震荡威胁值；具体步骤包括：S41、提取步骤S2中伺服驱动器实际启动加速度和实际停止加速度，并计算机器人执行器震荡系数；S42、将步骤S41中得到的数据代入执行器震荡威胁值计算策略中计算执行器震荡威胁值，所述执行器震荡威胁值计算策略包括以下步骤：S421、当伺服驱动器偏离预设移动方向时，记录垂直于预设移动方向的速度为驱动器振动速度，并设置加速度峰值；S422、获取伺服驱动器在时间秒内以秒一次的振动频率采集的驱动器振动速度集合，表示第个伺服驱动器振动速度集合序列，将采集到的每个振动速度写入该伺服驱动器振动速度集合序列中，表示第个伺服驱动器采集到的第个振动速度；S423、计算第个伺服驱动器在时间秒内振动的平均加速度和平均振动速度；S424、测量伺服驱动器在时间秒内轨迹偏移距离，则执行器震荡威胁值的计算公式为： ；其中，表示伺服驱动器振动速度差异权重，表示振动的平均加速度差异权重，表示伺服驱动器轨迹偏移权重，表示伺服驱动器加速度安全值权重；S5、运用PID运动控制器实现伺服驱动器的运动控制，将运动差异值和执行器震荡威胁值作为所述PID运动控制器的输入，制定控制策略；具体步骤包括：S51、设置输出误差函数，其中表示运动差异值权重，表示执行器震荡威胁值权重；S52、由PID运动控制器计算运动控制量： ；其中，表示运动积分时间常数，为运动比例系数，的积分时间为伺服驱动器启动时间至当前时间S6、实时监测系统的电路安全状态，设置电路安全指标，联合电路中电流、电压、伺服驱动器表面温度和危险振动综合值计算电路安全值，判断是否切断设备供电；具体步骤包括：S61、在各个伺服驱动器内部同一位置安装温度传感器，获得伺服驱动器温度数据并导出；所述伺服驱动器温度数据通过将所有温度传感器的测量值列入温度数据集合中，其中，表示第个温度传感器的测量值，计算各个伺服驱动器内温度均值；S62、通过电路安全监测策略计算电路安全状态值，当时，继续监测伺服驱动器运动状态，当时，及时切断驱动器供电；所述电路安全监测策略具体步骤包括：S621、测量所有伺服驱动器电压数据集合、电流数据集合，提取所述电压数据集合最小值、电流数据集合最大值；S622、设置振动速度峰值，当时，将该速度列入危险振动速度序列，其中表示第个伺服驱动器危险振动速度序列，设第个伺服驱动器包括个危险振动速度，；S623、计算第个伺服驱动器危险振动综合值；S624、将S622和S623中的数据导入电路安全监测策略计算电路安全状态值，其中，为第个伺服驱动器危险振动综合值的最大值，为电流数据的权重，为电压数据的权重，为温度数据的权重，为危险振动综合值的权重。

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