在社会应用中通过自适应非线性算法优化伺服控制技术
在社会中,传统的伺服控制通常采用位置环内嵌速度环的串级控制方式,这种方法由于其简易性而广泛流行。这种控制方式的一个缺点是存在跟随误差,使用前馈控制可以减小这个问题,但可能会导致超调或延长整定时间。
为了克服这些限制并优化高精度运动控制应用中的伺服性能,一种名为HD控制(HDC)的独特算法被开发。这是一种并联控制方式,其中所有支路在同一采样周期内同时执行,每个支路包含一个可变增益参数,并自动优化以满足高增益和高稳定性。这种方法能够最小化位置误差和整定时间,远远超过其他级别的方法。
HD控制主要由两个模块组成:一个是可变增益模块,用来减少跟随误差;另一个是自适应前馈模块,用来减少整定时间。该算法通过四个可变增益参数平衡系统的稳定性,它们分别用于减少速度误差、位置误差以及加速阶段和稳态阶段的跟随误差。
自适应前馈模块监视加速度和电机转矩之间的一致性,在运动结束时利用期望路径加速度修改积分环节参数,从而实现零整定时间。HDC算法已应用于Servotronix研发制造的CDHD伺服驱动器系列中,可以通过用户界面软件ServoStudioTM进行自动调整,不过某些应用还需要手动精调以优化参数。
HDC参数调整简单直观,如同传统PID参数一样逐渐增加直到发生振荡,然后降低到安全范围。在龙门机器人等应用中,使用带有HDC算法的CDHD伺服驱动器提高了生产效率,并且在对比测试中显示出了更高准确度和更低纹波。此外,在CNC与切割、传送跟随、取放操作、PCB组装、焊接等需要高路径跟随准确度和低整定时间的领域中,HD控制已被证明具有显著优势。