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一种振动台控制方法及系统.pdf

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一种 振动 控制 方法 系统
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摘要
申请专利号:

CN201910036003

申请日:

20190115

公开号:

CN109655219A

公开日:

20190419

当前法律状态:

公开

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 公开
IPC分类号: G01M7/02 主分类号: G01M7/02
申请人: 武汉菲仕运动控制系统有限公司
发明人: 刘虎;杨合跃;夏风;姚宏杰;刘浩维
地址: 430223 湖北省武汉市东湖高新技术开发区华工科技园创新基地8栋
优先权:
专利代理机构: 11212 代理人: 姜展志
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法律状态
申请(专利)号:

CN201910036003

授权公告号:

法律状态公告日:

20190419

法律状态类?#20572;?/td>

公开

摘要

本发明涉及一种振动台控制方法及系统,该方法包括如下步骤:获取位置时间序列,所述位置时间序列包括多个按时间先后顺序排?#26800;?#20301;置值;根据第一个所述位置值生成位置指令,?#36816;?#36848;位置指令驱动电机运转,通过所述电机控制振动台运动;当所述振动台运动到与第一个所述位置值对应的位置时,根据与第一个所述位置值相邻的下一个所述位置值驱动所述电机继续运转;根据剩余的所述位置值,依次驱动所述电机运转,直至所述振动台运动至与最后一个所述位置值对应的位置,控制所述振动台做往复运动。本发明的技术方案在保证定位精度的情况下,能够大幅提高控制的动态性能,并且能够明显?#26723;?#25391;动台转换运动方向时的抖动。

权利要求书

1.一种振动台控制方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤: 获取位置时间序列,所述位置时间序列包括多个按时间先后顺序排?#26800;?#20301;置值; 根据第一个所述位置值生成位置指令,?#36816;?#36848;位置指令驱动电机运转,通过所述电机控制振动台运动; 当所述振动台运动到与第一个所述位置值对应的位置时,根据与第一个所述位置值相邻的下一个所述位置值驱动所述电机继续运转; 根据剩余的所述位置值,依次驱动所述电机运转,直至所述振动台运动至与最后一个所述位置值对应的位置,控制所述振动台做往复运动。 2.根据权利要求1所述的振动台控制方法,其特征在于,所述获取位置时间序?#26800;?#27493;骤之前还包括如下步骤: 根据设定的参数,生成位置曲线。 3.根据权利要求2所述的振动台控制方法,其特征在于,所述位置曲线包括多个位置值和与每个所述位置值对应的时间点,所述获取位置时间序?#26800;?#20855;体实现为: 每间隔标定数量的时间点采集所述位置值,获得多个所述位置值,将多个所述位置值按对应的所述时间点的先后顺序排列,获得所述位置时间序列。 4.根据权利要求1所述的振动台控制方法,其特征在于,所述当所述振动台运动到与所述位置值对应的位置时,根据与第一个所述位置值相邻的下一个所述位置值驱动所述电机继续运转的步骤之前还包括如下步骤: 判断所述振动台的运行时间是否达到与第一个所述位置值对应的所述时间点,当所述运行时间达到所述时间点时,确定所述振动台运动到与第一个所述位置值对应的位置。 5.根据权利要求1至4任一项所述的振动台控制方法,其特征在于,所述根据剩余的所述位置值,依次驱动所述电机运转,直至所述振动台运动至与最后一个所述位置值对应的位置具体包括如下步骤: 根据所述时间先后顺序,依?#25105;?#21097;余的所述位置值驱动所述电机继续运转; 判断与当前所述位置值相邻的下一个所述位置值是否为最后一个所述位置值,当所述位置值为最后一个所述位置值时,控制所述电机减速运转,使所述振动台停在与最后一个所述位置值对应的位置。 6.一种振动台控制系统,其特征在于,包括驱动器、电机和振动台,所述驱动器与所述电机电连接,所述电机与所述振动台连接,所述驱动器用于: 获取位置时间序列,所述位置时间序列包括多个按时间先后顺序排?#26800;?#20301;置值; 根据第一个所述位置值生成位置指令,?#36816;?#36848;位置指令驱动所述电机运转,通过所述电机控制所述振动台运动; 当所述振动台运动到与第一个所述位置值对应的位置时,根据与第一个所述位置值相邻的下一个所述位置值驱动所述电机继续运转; 根据剩余的所述位置值,依次驱动所述电机运转,直至所述振动台运动至与最后一个所述位置值对应的位置,控制所述振动台做往复运动。 7.根据权利要求6所述的振动台控制系统,其特征在于,还包括减速机和丝杆,所述电机与所述减速机连接,所述丝杆分别与所述减速机和所述振动台连接; 所述电机,用于带动所述减速机运转; 所述减速机,用于通过所述丝杆控制所述振动台运动。 8.根据权利要求7所述的振动台控制系统,其特征在于,还包括上位机,所述上位机用于根据设定的参数,生成位置曲线,所述驱动器具体用于: 每间隔标定数量的时间点采集所述位置值,获得多个所述位置值,将多个所述位置值按对应的所述时间点的先后顺序排列,获得所述位置时间序列。 9.根据权利要求6所述的振动台控制系统,其特征在于,所述驱动器具体还用于: 判断所述振动台的运行时间是否达到与第一个所述位置值对应的所述时间点,当所述运行时间达到所述时间点时,确定所述振动台运动到与第一个所述位置值对应的位置。 10.根据权利要求6至9任一项所述的振动台控制系统,其特征在于,所述驱动器具体还用于: 根据所述时间先后顺序,依?#25105;?#21097;余的所述位置值驱动所述电机继续运转; 判断与当前所述位置值相邻的下一个所述位置值是否为最后一个所述位置值,当所述位置值为最后一个所述位置值时,控制所述电机减速运转,使所述振动台停在与最后一个所述位置值对应的位置。

说明书


一种振动台控制方法及系统
技术领域


本发明涉及运动控制技术领域,尤其涉及一种振动台控制方法及系统。


背景技术


目前,振动台的往复运动常采用速度控制和位置控制两种方式来进行控制,其中,
速度控制方式的快速性好,但是定位精度差;位置控制方式的定位精度好,但是受驱动加减
速的限制,动态性能不好,正反向转换时容易产生抖动。


发明内容


针对上述现有技术的不足,本发明提供了一种振动台控制方法及系统。


本发明解决上述技术问题的技术方案如下:


第一方面,本发明提供了一种振动台控制方法,该方法包括如下步骤:


获取位置时间序列,所述位置时间序列包括多个按时间先后顺序排?#26800;?#20301;置值。


根据第一个所述位置值生成位置指令,?#36816;?#36848;位置指令驱动电机运转,通过所述
电机控制振动台运动。


当所述振动台运动到与第一个所述位置值对应的位置时,根据与第一个所述位置
值相邻的下一个所述位置值驱动所述电机继续运转。


根据剩余的所述位置值,依次驱动所述电机运转,直至所述振动台运动至与最后
一个所述位置值对应的位置,控制所述振动台做往复运动。


第二方面,本发明提供了一种振动台控制系统,包括驱动器、电机和振动台,所述
驱动器与所述电机电连接,所述电机与所述振动台连接,所述驱动器用于:


获取位置时间序列,所述位置时间序列包括多个按时间先后顺序排?#26800;?#20301;置值。


根据第一个所述位置值生成位置指令,?#36816;?#36848;位置指令驱动所述电机运转,通过
所述电机控制所述振动台运动。


当所述振动台运动到与第一个所述位置值对应的位置时,根据与第一个所述位置
值相邻的下一个所述位置值驱动所述电机继续运转。


根据剩余的所述位置值,依次驱动所述电机运转,直至所述振动台运动至与最后
一个所述位置值对应的位置,控制所述振动台做往复运动。


本发明的振动台控制方法及系统的有益效果是:可从预设的振动台的位置曲线中
获得位置时间序列,位置曲线为往复曲线,对应振动台在往复运动中的位置,位置时间序列
包括多个按时间先后顺序排?#26800;?#20301;置值,根据该位置值控制振动台运动,使振动台在对应
的时间运动到对应的位置,由于两个位置值对应的时间之间的间隔较短,在保证定位精度
的情况下,能够大幅提高控制的动态性能,并且能够明显?#26723;?#25391;动台转换运动方向时的抖
动。


附图说明


图1为本发明实施例的一种振动台控制方法的流程示意图;


图2为本发明实施例的一种振动台的结构示意图;


图3为本发明实施例的一种振动台控制系统的电连接示意图。


附图中,各标号所代表的部件列表如下:


1、电机,2、振动台,3、减速机,4、丝杆。


具体实施方式


以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并
非用于限定本发明的范围。


如图1所示,本发明实施例提供的一种振动台控制方法,该方法包括如下步骤:


110,获取位置时间序列,所述位置时间序列包括多个按时间先后顺序排?#26800;?#20301;置
值。


120,根据第一个所述位置值生成位置指令,?#36816;?#36848;位置指令驱动电机1运转,通过
所述电机1控制振动台2运动。


130,当所述振动台2运动到与第一个所述位置值对应的位置时,根据与第一个所
述位置值相邻的下一个所述位置值驱动所述电机1继续运转。


140,根据剩余的所述位置值,依次驱动所述电机1运转,直至所述振动台2运动至
与最后一个所述位置值对应的位置,控制所述振动台2做往复运动。


本实施例中,可从预设的振动台10的位置曲线中获得位置时间序列,位置曲线为
往复曲线,对应振动台2在往复运动中的位置,位置时间序列包括多个按时间先后顺序排列
的位置值,根据该位置值控制振动台2运动,使振动台2在对应的时间运动到对应的位置,由
于两个位置值对应的时间之间的间隔较短,在保证定位精度的情况下,能够大幅提高控制
的动态性能,并且能够明显?#26723;?#25391;动台2转换运动方向时的抖动。


具体地,位置控制首先根据预设的往复运动的一个周期,确定振动台2运动一个周
期时电机1的运转时间以及驱动器发出的脉冲数,确定振动台2每向前运动一个单位长度的
距离需要的脉冲数。根据位置值控制振动台2做往复运动时,?#28909;?#23450;位置增量的大小,即下
一个位置值与当前位置值之间的差值,根据该差值确定运动到下一个位置值对应的位置时
需要的脉冲数,驱动器发出相应数目的脉冲数,就可控制振动台2运动到下一个位置值对应
的位置。


优选地,所述获取位置时间序?#26800;?#27493;骤之前还包括如下步骤:


根据设定的参数,生成位置曲线。


具体地,可在上位机中按工艺需求输入参数,参数包括振动台2的振动幅度和振动
频?#23454;齲?#26681;据振动台2运动一个周期所需的时间,确定一个周期上各位置与运转时间之间的
对应关系,获得位置曲线,位置曲线为往复曲线,即曲线的一个周期的起点和终点在同一位
置,上位机根据该参数生成位置曲线,该位置曲线以时间为横坐标,位置值为纵坐标,该位
置曲线部分在横坐标上方,代表振动台2运动在初始位置的一侧,该位置曲线另一部分在横
坐标下方,代表振动台2运动在初始位置的另一侧,例如正弦曲线,可将振动台2运动在初始
位置上方表示为正弦曲线的横坐标?#31995;?#37096;分,将振动台2运动在初始位置下方表示为正弦
曲线横坐标下方部分,根据该位置曲线就可控制振动台2做往复运动。


优选地,所述位置曲线包括多个位置值和与每个所述位置值对应的时间点,所述
获取位置时间序?#26800;?#20855;体实现为:


每间隔标定数量的时间点采集所述位置值,获得多个所述位置值,将多个所述位
置值按对应的所述时间点的先后顺序排列,获得所述位置时间序列。


具体地,将位置曲线一个周期的横坐标区间划分为N?#30830;藎?#33719;得每个等分点对应的
位置值,将多个位置值和与位置值对应的等分点按时间先后顺序排列,获得位置时间序列。
依?#25105;?#31561;分点对应的位置值驱动电机1运转,相比以起点和终点来驱动电机1运转,位置区
间小,在保证定位精度的情况下,可?#28304;?#24133;提高振动台2的动态性能,并且能够减少正反向
转换时的抖动。


优选地,所述当所述振动台2运动到与所述位置值对应的位置时,根据与第一个所
述位置值相邻的下一个所述位置值驱动所述电机1继续运转的步骤之前还包括如下步骤:


判断所述振动台2的运行时间是否达到与第一个所述位置值对应的所述时间点,
当所述运行时间达到所述时间点时,确定所述振动台2运动到与第一个所述位置值对应的
位置。


具体地,在判断振动台2是否运动到与位置值对应的位置时,由于位置值与时间点
对应,也就是与等分点对应,多个时间点互不相同,因此,只需判断振动台2的运行时间是否
达到对应的时间点,就可准确判断出振动台2是否运动到该位置,此时,根据下一个位置值
生成位置指令,通过该位置指令驱动电机1继续运转,?#28304;?#31867;推,依?#25105;?#22810;个位置值驱动电
机1运转,控制振动台2做往复运动。


优选地,所述根据剩余的所述位置值,依次驱动所述电机运转,直至所述振动台运
动至与最后一个所述位置值对应的位置具体包括如下步骤:


根据所述时间先后顺序,依?#25105;?#21097;余的所述位置值驱动所述电机继续运转。


判断与当前所述位置值相邻的下一个所述位置值是否为最后一个所述位置值,当
所述位置值为最后一个所述位置值时,控制所述电机1减速运转,使所述振动台2停在与最
后一个所述位置值对应的位置。


具体地,判断下一个位置值是否为最后一个位置值,最后一个位置值的位置增量
为零,即位置值不再会变化,控制电机1减少运转,使振动台2停在最后一个位置值对应的位
置,可以保证每次停机都停在相同的位置,有利于保证再次控制振动台2运动时的控制精
度,减小误差。


如图2和图3所示,本发明实施例提供的一种振动台控制系统,包括驱动器、电机1
和振动台2,所述驱动器与所述电机1电连接,所述电机1与所述振动台2连接,所述驱动器用
于:


获取位置时间序列,所述位置时间序列包括多个按时间先后顺序排?#26800;?#20301;置值。


根据第一个所述位置值生成位置指令,?#36816;?#36848;位置指令驱动所述电机1运转,通过
所述电机1控制所述振动台2运动。


当所述振动台2运动到与第一个所述位置值对应的位置时,根据与第一个所述位
置值相邻的下一个所述位置值驱动所述电机1继续运转。


根据剩余的所述位置值,依次驱动所述电机1运转,直至所述振动台2运动至与最
后一个所述位置值对应的位置,控制所述振动台2做往复运动。


本实施例中,驱动器可采用phaseAxN驱动器,使用振动台2做振动试验时,将工件
固定在振动台2上,通过振动台2的高度往复运动,实现对工件的振动测试。


优选地,还包括减速机3和丝杆4,所述电机1与所述减速机3连接,所述丝杆4分别
与所述减速机3和所述振动台2连接。


所述电机1,用于带动所述减速机3运转。


所述减速机3,用于通过所述丝杆4控制所述振动台2运动。


具体地,丝杆4的一端与减速机3连接,振动台2设置在丝杆4上,在丝杆4上实现升
降。


优选地,还包括上位机,所述上位机用于根据设定的参数,生成位置曲线,所述驱
动器具体用于:


每间隔标定数量的时间点采集所述位置值,获得多个所述位置值,将多个所述位
置值按对应的所述时间点的先后顺序排列,获得所述位置时间序列。


优选地,所述驱动器具体还用于:


判断所述振动台2的运行时间是否达到与第一个所述位置值对应的所述时间点,
当所述运行时间达到所述时间点时,确定所述振动台2运动到与第一个所述位置值对应的
位置。


优选地,所述驱动器具体还用于:


根据所述时间先后顺序,依?#25105;?#21097;余的所述位置值驱动所述电机继续运转。


判断与当前所述位置值相邻的下一个所述位置值是否为最后一个所述位置值,当
所述位置值为最后一个所述位置值时,控制所述电机1减速运转,使所述振动台2停在与最
后一个所述位置值对应的位置。


以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和
原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。


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