南京航空航天大學武星獲國家專利權
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龍圖騰網(wǎng)獲悉南京航空航天大學申請的專利基于同步誤差自適應補償?shù)碾p驅運動系統(tǒng)同步控制方法獲國家發(fā)明授權專利權,本發(fā)明授權專利權由國家知識產(chǎn)權局授予,授權公告號為:CN119210223B 。
龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權局官網(wǎng)在2025-08-29發(fā)布的發(fā)明授權授權公告中獲悉:該發(fā)明授權的專利申請?zhí)?專利號為:202411306226.4,技術領域涉及:H02P5/46;該發(fā)明授權基于同步誤差自適應補償?shù)碾p驅運動系統(tǒng)同步控制方法是由武星;施逸軒;孟凱;張航瑛;樓佩煌;喬碩;楊金;錢曉明設計研發(fā)完成,并于2024-09-19向國家知識產(chǎn)權局提交的專利申請。
本基于同步誤差自適應補償?shù)碾p驅運動系統(tǒng)同步控制方法在說明書摘要公布了:本發(fā)明涉及一種基于同步誤差自適應補償?shù)碾p驅運動系統(tǒng)同步控制方法,屬于智能制造領域。首先設計自適應同步控制系統(tǒng),采用并行同步控制架構組織兩個單軸速度跟蹤控制環(huán)路以及一個同步誤差補償控制環(huán)路,包括速度?電流串級閉環(huán)控制器、跟蹤性能比較開關和同步誤差補償器等。其次設計實時同步誤差選擇性補償策略,利用跟蹤性能比較開關識別弱跟蹤性能電機,通過同步誤差補償器將同步速度誤差轉化為電流閉環(huán)控制器的電流補償信號。最后設計單軸跟蹤?雙軸同步復合運動控制器,包括采用滑模控制方法的速度閉環(huán)控制器以及采用PID控制方法的電流閉環(huán)控制器。本發(fā)明方法有利于兩電機跟蹤性能的相互促進,能夠兼顧單軸跟蹤性能和雙軸同步運動。
本發(fā)明授權基于同步誤差自適應補償?shù)碾p驅運動系統(tǒng)同步控制方法在權利要求書中公布了:1.一種基于同步誤差自適應補償?shù)碾p驅運動系統(tǒng)同步控制方法,其特征在于包括以下步驟: 步驟1:自適應同步控制系統(tǒng)設計:首先設計并行同步控制架構,采用并行同步控制架構組織兩個單軸速度跟蹤控制環(huán)路以及一個同步誤差補償控制環(huán)路;其次設計單軸速度跟蹤控制環(huán)路,采用速度閉環(huán)控制與電流閉環(huán)控制相結合的串級閉環(huán)控制器;再次設計同步誤差補償控制環(huán)路,包括同步誤差計算模塊、跟蹤性能比較開關和同步誤差補償器; 步驟2:實時同步誤差選擇性補償策略設計方法:首先設計跟蹤性能比較開關,在每一個采樣周期時刻將兩個電機按強跟蹤性能和弱跟蹤性能進行區(qū)分;其次設計同步誤差計算模塊,通過計算兩個電機實際速度信號的差值而獲得同步速度誤差;再次設計同步誤差補償器,針對弱跟蹤性能電機,將同步速度誤差轉化為電流閉環(huán)控制器的電流補償信號; 步驟3:單軸跟蹤-雙軸同步復合運動控制器設計:首先建立雙驅運動系統(tǒng)的動力學模型;其次設計單軸跟蹤運動控制器,以速度誤差信號為輸入進行速度閉環(huán)控制;再次設計雙軸同步運動控制器,以電流誤差信號為輸入進行電流閉環(huán)控制,從而完成單軸跟蹤-雙軸同步復合運動控制; 所述實時同步誤差選擇性補償策略設計方法包括以下步驟: 步驟2.1:跟蹤性能比較開關設計:設計用于評估兩個電機跟蹤性能強弱的跟蹤性能比較開關,所述開關以每個電機實際位置信號與目標位置信號的絕對位置誤差、均方位置誤差為判斷依據(jù),如公式1所示,在每一個采樣周期時刻將兩個電機按強跟蹤性能和弱跟蹤性能進行區(qū)分:首先判斷兩個電機的絕對位置誤差,絕對位置誤差大的電機視為弱跟蹤性能;若兩個電機的絕對位置誤差相等,則判斷均方位置誤差,均方位置誤差大的電機視為弱跟蹤性能;若兩個電機的絕對位置誤差、均方位置誤差均相等,則隨機選擇一個電機為弱跟蹤性能;并且,以弱跟蹤性能電機為補償對象,確定跟蹤性能比較開關的開關控制信號; 其中,Sref為目標位置信號,Si為編號i的電機的實際位置信號,es為絕對位置誤差,MSE為均方位置誤差,τ為當前時刻,t為運行時間; 步驟2.2:同步誤差計算模塊設計:同步誤差計算模塊通過計算兩個電機實際速度信號的差值而獲得同步速度誤差Ev,所述誤差等于為強跟蹤性能電機的實際速度V強減去弱跟蹤性能電機的實際速度V弱: Ev=V強-V弱2 步驟2.3:同步誤差補償器設計:同步誤差補償器根據(jù)電機編號i分為速度補償器1和速度補償器2,同步速度誤差經(jīng)過跟蹤性能比較開關輸入到相應補償對象的速度補償器中,再通過滑模控制方法的速度補償處理,生成相應補償對象中電流閉環(huán)控制器的電流補償信號。
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