利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2022109358967
申请人: 江苏理工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种交叉耦合双推杆电机比例同步控制方法,其特征在于,包括以下步骤:获取第一推杆电机和第二推杆电机的行程控制量和伸缩杆的实际位置;

根据所述第一推杆电机和所述第二推杆电机的行程控制量和伸缩杆的实际位置确定所述第一推杆电机和所述第二推杆电机的旋转方向系数和速度比例系数;

根据所述第一推杆电机和所述第二推杆电机的速度比例系数确定同步控制参数;

根据所述第一推杆电机和所述第二推杆电机的旋转方向系数和速度比例系数确定所述第一推杆电机和所述第二推杆电机的跟踪误差和同步误差,并根据所述第一推杆电机和所述第二推杆电机的跟踪误差、同步误差、旋转方向系数和速度比例系数确定第一模糊PID控制器的输入和第二模糊PID控制器的输入,以通过所述第一模糊PID控制器控制所述第一推杆电机的转速和通过所述第二模糊PID控制器控制所述第二推杆电机的转速,实现所述第一推杆电机和所述第二推杆电机的比例同步运行;

根据所述第一推杆电机和所述第二推杆电机的行程控制量确定所述第一推杆电机和所述第二推杆电机停止运行的编码器计数,并获取所述第一推杆电机和所述第二推杆电机实时的编码器计数,以及在所述第一推杆电机停止运行的编码器计数与实时的编码器计数之间的误差在预设误差值以内,且所述第二推杆电机停止运行的编码器计数与实时的编码器计数之间的误差在所述预设误差值以内时,控制所述第一推杆电机和所述第二推杆电机停止运行,所述第一推杆电机和所述第二推杆电机的旋转方向系数如下:

若La+1‑La≥0,令Va=1;

若La+1‑La<0,令Va=‑1;

若Lb+1‑Lb≥0,令Vb=1;

若Lb+1‑Lb<0,令Vb=‑1,

其中,La+1为所述第一推杆电机的行程控制量,Lb+1为所述第二推杆电机的行程控制量,且有0≤La+1≤Lta,0≤Lb+1≤Ltb,其中,Lta为所述第一推杆电机的伸缩杆完全伸出的长度,Ltb为所述第二推杆电机的伸缩杆完全伸出的长度;La为所述第一推杆电机的伸缩杆的实际位置,Lb为所述第二推杆电机的伸缩杆的实际位置,Va为所述第一推杆电机的旋转方向系数,Vb为所述第二推杆电机的旋转方向系数,旋转方向系数为1表示伸缩杆伸出,旋转方向系数为‑1表示伸缩杆缩进,所述第一推杆电机和所述第二推杆电机的速度比例系数如下:

若|Lb+1‑Lb|=|La+1‑La|=0,令Pa=Pb=0;

若|Lb+1‑Lb|=|La+1‑La|≠0,令Pa=Pb=1;

若 令Pa=0,Pb=1;

若 令Pa=1,Pb=0;

若|La+1‑La|>|Lb+1‑Lb|≠0,令Pa=1,若|Lb+1‑Lb|>|La+1‑La|≠0,令 Pb=1其中,Pa为所述第一推杆电机的速度比例系数,Pb为所述第二推杆电机的速度比例系数,所述同步控制参数如下:

若PaPb=0,令G=0;

若PaPb≠0,令G=1,

其中,G为所述同步控制参数,所述同步控制参数为0表示只需控制所述第一推杆电机和所述第二推杆电机中的一个,同步控制参数为1表示同时控制所述第一推杆电机和所述第二推杆电机。

2.根据权利要求1所述的交叉耦合双推杆电机比例同步控制方法,其特征在于,所述第一推杆电机和所述第二推杆电机的跟踪误差如下:其中,Ea(t)为所述第一推杆电机的跟踪误差,Eb(t)为所述第二推杆电机的跟踪误差,ωa(t)为所述第一推杆电机在t时刻的输出速度,ωb(t)为所述第二推杆电机在t时刻的输出速度,ωsa为所述第一推杆电机的比例参考速度,ωsb为所述第二推杆电机的比例参考速度,所述第一推杆电机和所述第二推杆电机的同步误差如下:

H(t)=ωa(t)/(VaPa)‑ωb(t)/(VbPb)其中,H(t)为所述第一推杆电机和所述第二推杆电机的同步误差。

3.根据权利要求2所述的交叉耦合双推杆电机比例同步控制方法,其特征在于,所述第一推杆电机和所述第二推杆电机的比例参考速度如下:其中,ωs为设定的初始参考速度。

4.根据权利要求3所述的交叉耦合双推杆电机比例同步控制方法,其特征在于,所述第一模糊PID控制器的输入和所述第二模糊PID控制器的输入如下:其中,Ia(t)为所述第一模糊PID控制器的输入,Ib(t)为所述第二模糊PID控制器的输入,K1和K2为所述第一推杆电机和所述第二推杆电机同步误差的耦合系数。

5.根据权利要求4所述的交叉耦合双推杆电机比例同步控制方法,其特征在于,所述第一推杆电机和所述第二推杆电机停止运行的编码器计数如下:其中,Sa为所述第一推杆电机停止运行的编码器计数,Sb为所述第二推杆电机停止运行的编码器计数,Sta为所述第一推杆电机的伸缩杆完全伸出的编码器计数,Stb为所述第二推杆电机的伸缩杆完全伸出的编码器计数,所述第一推杆电机和所述第二推杆电机停止运行的判断规则为:其中,Sna为所述第一推杆电机实时的编码器计数,Snb为所述第二推杆电机实时的编码器计数,n为所述预设误差值。

6.根据权利要求5所述的交叉耦合双推杆电机比例同步控制方法,其特征在于,还包括:在所述第一推杆电机和所述第二推杆电机停止运行后,根据所述第一推杆电机和所述第二推杆电机当前实际的编码器计数更新所述第一推杆电机和所述第二推杆电机的伸缩杆的实际位置,并存储。

7.一种交叉耦合双推杆电机比例同步控制装置,其特征在于,包括:获取模块,所述获取模块用于获取第一推杆电机和第二推杆电机的行程控制量和伸缩杆的实际位置;

第一确定模块,所述第一确定模块用于根据所述第一推杆电机和所述第二推杆电机的行程控制量和伸缩杆的实际位置确定所述第一推杆电机和所述第二推杆电机的旋转方向系数和速度比例系数;

第二确定模块,所述第二确定模块用于根据所述第一推杆电机和所述第二推杆电机的速度比例系数确定同步控制参数;

转速控制模块,所述转速控制模块用于根据所述第一推杆电机和所述第二推杆电机的旋转方向系数和速度比例系数确定所述第一推杆电机和所述第二推杆电机的跟踪误差和同步误差,并根据所述第一推杆电机和所述第二推杆电机的跟踪误差、同步误差、旋转方向系数和速度比例系数确定第一模糊PID控制器的输入和第二模糊PID控制器的输入,以通过所述第一模糊PID控制器控制所述第一推杆电机的转速和通过所述第二模糊PID控制器控制所述第二推杆电机的转速,实现所述第一推杆电机和所述第二推杆电机的比例同步运行;

停止控制模块,所述停止控制模块用于根据所述第一推杆电机和所述第二推杆电机的行程控制量确定所述第一推杆电机和所述第二推杆电机停止运行的编码器计数,并获取所述第一推杆电机和所述第二推杆电机实时的编码器计数,以及在所述第一推杆电机停止运行的编码器计数与实时的编码器计数之间的误差在预设误差值以内,且所述第二推杆电机停止运行的编码器计数与实时的编码器计数之间的误差在所述预设误差值以内时,控制所述第一推杆电机和所述第二推杆电机停止运行,所述第一推杆电机和所述第二推杆电机的旋转方向系数如下:

若La+1‑La≥0,令Va=1;

若La+1‑La<0,令Va=‑1;

若Lb+1‑Lb≥0,令Vb=1;

若Lb+1‑Lb<0,令Vb=‑1,

其中,La+1为所述第一推杆电机的行程控制量,Lb+1为所述第二推杆电机的行程控制量,且有0≤La+1≤Lta,0≤Lb+1≤Ltb,其中,Lta为所述第一推杆电机的伸缩杆完全伸出的长度,Ltb为所述第二推杆电机的伸缩杆完全伸出的长度;La为所述第一推杆电机的伸缩杆的实际位置,Lb为所述第二推杆电机的伸缩杆的实际位置,Va为所述第一推杆电机的旋转方向系数,Vb为所述第二推杆电机的旋转方向系数,旋转方向系数为1表示伸缩杆伸出,旋转方向系数为‑1表示伸缩杆缩进,所述第一推杆电机和所述第二推杆电机的速度比例系数如下:

若|Lb+1‑Lb|=|La+1‑La|=0,令Pa=Pb=0;

若|Lb+1‑Lb|=|La+1‑La|≠0,令Pa=Pb=1;

若 令Pa=0,Pb=1;

若 令Pa=1,Pb=0;

若|La+1‑La|>|Lb+1‑Lb|≠0,令Pa=1,若|Lb+1‑Lb|>|La+1‑La|≠0,令 Pb=1其中,Pa为所述第一推杆电机的速度比例系数,Pb为所述第二推杆电机的速度比例系数,所述同步控制参数如下:

若PaPb=0,令G=0;

若PaPb≠0,令G=1,

其中,G为所述同步控制参数,所述同步控制参数为0表示只需控制所述第一推杆电机和所述第二推杆电机中的一个,同步控制参数为1表示同时控制所述第一推杆电机和所述第二推杆电机。