(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910326808.1
(22)申请日 2019.04.23
(71)申请人 宁波高悦精密机械有限公司
地址 315336 浙江省宁波市杭州湾新区滨
海六路552号
(72)发明人 余洪舟
(74)专利代理机构 宁波奥圣专利代理事务所
(普通合伙) 33226
代理人 胡珣燕
(51)Int.Cl.
H02P 29/00(2016.01)
G05B 19/418(2006.01)
(54)发明名称
一种伺服驱动电缸的控制系统
(57)摘要
本发明公开了一种伺服驱动电缸的控制系
统，包括上位机、运动控制模块、伺服驱动器、执
行器、电缸和数据采集模块，特点是运动控制模
块中设置有电子凸轮模块和正弦波运算解析模
型，优点是能够将设定的目标运行频率及振幅参
数转换成对电机实际的控制参数，即目标位置、
目标速度和目标加速度，实现对电缸的控制；伺
服驱动器以开环定位模式运行，只有在电缸具有
较大的位置偏差时才控制伺服驱动器停止运行，
因此能达到一个更高的控制响应周期，从而满足
设计要求的高频正弦波轨迹运动及保证运动的
连贯性。
权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 110138309 A 2019.08.16
C N 110138309
A
1.一种伺服驱动电缸的控制系统，其特征在于包括上位机、运动控制模块、采用开环定位模式运行的伺服驱动器、执行器、电缸和数据采集模块，所述的伺服驱动器内设置有预设有位置最大偏差阈值的位置偏差监控模块，所述的上位机用于设置宏观控制参数并发送至所述的运动控制模块，所述的运动控制模块用于将接收到的宏观控制参数进行解析处理后得到底层控制数据并发送至所述的伺服驱动器，所述的伺服驱动器用于根据接收到的底层控制数据控制所述的执行器带动所述的电缸运转，所述的数据采集模块用于采集所述的电缸的实时位置信号与输出压力信号，并将所述的电缸的实时位置信号与输出压力信号分别发送至所述的上位机、所述的伺服驱动器及所述的位置偏差监控模块，所述的运动控制模块中设置有电子凸轮模块和正弦波运算解析模型，所述的宏观控制参数包括正弦波振幅p、目标运行频率f和运行总周期，所述的正弦波运算解析模型用于根据所述的宏观控制参数在包括Y轴和X轴的二维坐标轴中建立正弦波运动模型，所述的X轴为始终匀速运行的虚拟轴，匀速运行的速度Vx=360°×f，所述的正弦波运动模型的Y轴坐标y与所述的X轴坐标x满足关系函数：y=p/2×sin （x ），其中，y表示电缸的目标位置数值，x表示虚拟轴上的位置，x的赋值范围为0°~360°
，所述的电子凸轮模块用于按照x的值获取所述的正弦波运动模型上的每个点的Y轴坐标、每个点对应的沿Y轴方向的目标速度和沿Y轴方向的目标加速度并发送至所述的伺服驱动器，所述的伺服驱动器用于根据接收到的每个点的Y轴坐标、每个点对应的沿Y轴方向的目标速度和沿Y轴方向的目标加速度控制所述的执行器带动所述的电缸运行，所述的位置偏差监控模块用于当接收到的实时位置信号与对应的Y轴上的目标位置数值的偏差超出预设的位置最大偏差阈值时控制所述的伺服驱动器停止工作。
2.根据权利要求1所述的一种伺服驱动电缸的控制系统，其特征在于所述的电子凸轮模块获取所述的正弦波运动模型上的每个点的Y轴坐标、每个点对应的沿Y轴方向的目标速度和沿Y轴方向的目标加速度的具体过程如下：
在正弦波运动模型上将一个周期内的正弦曲线段上取N个采样点，根据每个采样点对应的X轴坐标获取每个采样点对应的Y轴坐标，则该正弦曲线段上任意相邻两个采样点间的沿Y轴方向的距离Sy （i ）为：Sy （i ）=y （i+1）－y （i ），其中y （i ）表示正弦波运动模型上任意一个采样点的Y轴坐标，i为该采样点的序号，1≤i＜N，y （i+1）表示第i+1个采样点的Y轴坐标，该正弦曲线段上第i个采样点与第i+1个采样点之间的沿X轴方向的距离Sx （i）为：Sx （i）=360°/N，由此得到该正弦曲线段上任意相邻两点间的运行时间Δt，Δt= Sx （i ）/Vx=1/( N ×f)，则第i个采样点沿Y轴方向的目标速度Vy(i)：Vy(i)= Sy （i ）/Δt=N ×f ×p ×(sin(x(i +1))-sin(x(i)))/2，第i个采样点沿Y轴方向的目标加速度a （i）为：a （i）=（Vy(i+1)- Vy (i)）/Δt=N ²×f ²×p ×（sin(x(i+2))-sin(x(i))。
3.根据权利要求1所述的一种伺服驱动电缸的控制系统，其特征在于所述的执行器包括伺服马达、减速机和联轴器，所述的伺服驱动器用于根据接收到的底层控制数据控制所述的伺服马达运转，所述的伺服马达的输出轴依次通过所述的减速机及所述的联轴器带动所述的电缸运转。
权 利 要 求 书1/1页2CN 110138309 A。