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求 偏差補償方法及策略 点击：897 | 回复：21



alexqiu

    
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发表于：2008-10-09 15:17:50
楼主

在数控CNC加工过程中。 X,Y轴的目标按照规划的曲线运算得到。

但是实际的运行中，XY轴的实际曲线要滞后于规划曲线。 为了缩小目标曲线和实际曲线的差异。必须将（实际曲线的差异作为负反馈+ XY轴目标规划曲线－－》传送给XY轴）。

现在的问题是实际曲线的差异也就是目前的偏差，如何和目标曲线进行叠加？

有想过用PID，但是运算有些复杂，由于必须在4ms的控制间隔内生成曲线下一点。因此引入过于复杂的算法不是很合适。

对此不是很了解，有描述不清，还请指正。谢谢

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波恩

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发表于：2008-10-09 22:07:47
1楼

时间的滞后是不可避免的，只要空间上不丢，数控加工大抵是这样做的。

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alexqiu

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发表于：2008-10-10 09:09:56
2楼

目前的系統不是全閉環，是半閉環。。控制器可通過伺服驅動器的編碼器獲取實際位置。

然后控制器將運算得到的目標曲線與通過伺服驅動器獲取的實際位置擬合的曲線比較。這樣誤差就產生了。

目前發現如果不進行偏差補償，實際的圓弧曲線要比目標圓弧曲線小一圈。（在10m/分鐘的線速度下很明顯）。

但是如何將這個誤差加到下一次的運算，以使在將來的控制過程中彌補目前產生的誤差。就是現在的問題了。

我有試過機種方法。可以看到誤差明顯收斂，但是效果還是不理想。

因此請教大家。

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蜡笔小新不吃青椒

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发表于：2008-10-10 09:22:56
3楼

XY轴的实际曲线要滞后于规划曲线

4ms

楼主,这两个参数是在什么状态,根据什么和用什么工具得出的结果?

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alexqiu

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发表于：2008-10-10 09:38:37
4楼

回樓上，4ms是控制器對伺服驅動器的控制間隔。也就是系統的控制周期。

目前所有有的東西都是用代碼寫。4ms是根據控制的軸數來確定的。

至于實際曲線和 規劃曲線的偏差，這個跟線速度相關。線速度越大偏差越大。且此偏差值非恒量。是不斷變化的。

現在的想法是通過偏差補償將偏差限定在一個小的范圍內。

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piston

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发表于：2008-10-10 15:10:35
5楼
你试过PID控制都不可行吗？是否考虑过前馈控制，以及AI控制、模糊控制、滑膜变结构控制、自适应控制等先进控制方法效果如何？可以利用系统功能进行，也可以利用轴卡功能自行设计系统!
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alexqiu

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发表于：2008-10-10 16:08:50
6楼

現在開始嘗試PID控制，使用PID和PD分離的控制方法。看大家看看有沒有什么不妥。

我先試，試完再來報告情況。

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波恩

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发表于：2008-10-11 08:54:34
7楼

由于圆弧加工属于变速运动，因而速度前馈的补偿作用可能未必完全奏效，此外以“10m/分鐘”的速度加工圆弧，此时圆弧半径有多大？ 对于圆弧加工而言，半径较小时，向心加速度对系统加减速能力的要求较为凸显，而且线速度越高，加减速要求越高，呈平方关系增加，此时实际加工出来的圆弧小于目标可能已经不单纯是插补滞后造成的，很可能已经受制于系统加减速能力，楼主不妨核算一下系统目前的加减速能力和高速加工小圆的向心加速度需求。

 

再就是4ms的插补周期似乎长了一些，如果真想高速加工小圆，插补周期最好短一点儿，比如1ms，甚至0.5ms等更低的值，当然，这受制于系统的处理能力，也不是想提就能提的。

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刘岩利

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发表于：2008-10-11 23:38:03
8楼

“由于圆弧加工属于变速运动，因而速度前馈的补偿作用可能未必完全奏效”

如果前馈计算是与轨迹规划在一起，还是有效的。

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alexqiu

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发表于：2008-10-13 12:57:18
9楼

回复波恩：

圆弧半径为5厘米，10000脉冲/厘米。

对于您说的系统加减速能力，这个是不是受限于具体的几台。现在我有预留设置线性加减速的地方！

就一个固定的机台及驱动系统，如何评估其加减速能力还请您不吝赐教。

关于4ms的插补周期，这个受通讯速率的限制（CAN总线），不能再小了。将来换成ETHERCAT这个地方会好很多。

另外目前的这个产品并不是专用的数控系统，是一台通用的运动控制器，CNC只是他的一个功能块。其他还有凸轮，齿轮等。所以CNC的部分目前只要将滞后量控制在一定的范围就好。性能的精益求精将来会慢慢做。

目前使用PID &PD分离的方法，效果很明显。我不能发图，如果能发图我可以发个图上来，我的测试方法，先画一个四方形，然后再四方形里面画一个正圆，再画一个逆圆。观察边界的重合程度。不知大家是否有其他的验证方法，或者验证工具？

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波恩

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发表于：2008-10-13 21:39:42
10楼
“目前使用PID &PD分离的方法，效果很明显。”———以此结果看，应不是加减速能力的问题，而且5cm的圆弧算不得太小，如果真想核算加减速，就翻翻牛顿定律了。
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alexqiu

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发表于：2008-10-14 14:22:02
11楼

確非加速度能力造成。

但是奇怪的是正圓和逆圓不重合，有個小的偏差。

不知道這個是怎樣造成的？

?

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波恩

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发表于：2008-10-14 14:36:00
12楼
是不是与滞后相位或方向有关。
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alexqiu

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13楼

具体原因还没找到。

我的G2,G3实现的方式是一样。

如果画一个圆，18米/分钟。圆心是（0，0）半径是5厘米。

G2画正圆，G3画负圆。两个圆在（0，5）（5，0）（-5，0）（0，-5）四点是重合的，但是在过圆心的正负45度直线与圆相交处偏差最大，这里的偏差不是实际执行的结果。而是控制器算出来就有问题。通过软件工具验证，这两个圆都不是标准的圆。

当线速度降到6米/分钟，偏差小到可以忽略。正圆和负圆与标准圆非常接近。

是什么造成了这个差异，目前还没找到。

?

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alexqiu

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发表于：2008-10-14 17:13:54
14楼

具体原因还没找到。

我的G2,G3实现的方式是一样。

如果画一个圆，18米/分钟。圆心是（0，0）半径是5厘米。

G2画正圆，G3画负圆。两个圆在（0，5）（5，0）（-5，0）（0，-5）四点是重合的，但是在过圆心的正负45度直线与圆相交处偏差最大，这里的偏差不是实际执行的结果。而是控制器算出来就有问题。通过软件工具验证，这两个圆都不是标准的圆。

当线速度降到6米/分钟，偏差小到可以忽略。正圆和负圆与标准圆非常接近。

是什么造成了这个差异，目前还没找到。

?

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刘岩利

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发表于：2008-10-14 18:48:23
15楼

"这里的偏差不是实际执行的结果。而是控制器算出来就有问题。通过软件工具验证，这两个圆都不是标准的圆。"

您确定着是控制器的计算结果?您用的什么控制器??

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alexqiu

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发表于：2008-10-14 21:57:49
16楼

就是自己开发的控制器啊。可能我的实现方法需要改进。

小弟不才，正在做这个运动控制器，包含CNC功能，凸轮功能，电子齿轮，遵循SOFT MOTION功能块定义。

遇到问题还请多指教。

本帖问题，就是我在调试G2，G3功能时遇到的问题。

不足还请多指教。

另外，请教各位，在数控系统内，G2正向进给，然后再用G3按照原轨迹退刀。

怎样的线速度，出现多大的偏差是合理的？据说在淬火加工过程中，如出现问题必须原轨迹返回。

?

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波恩

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发表于：2008-10-15 21:21:33
17楼

是有些奇怪，45度分界点是XY两个方向速度高低的分界点，就第一象限逆圆而言，45度前VxVy，是否与此有关呢？不确定，只是猜想。

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firstrazor

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发表于：2008-10-16 07:39:26
18楼
楼主说的“遵循SOFT MOTION功能块定义”到底是什么标准？ 学习一下。
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alexqiu

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发表于：2008-10-17 16:32:13
19楼

樓上可到WWW.PLCOPEN.ORG看看。

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firstrazor

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发表于：2008-10-17 16:44:56
20楼
PLCOpen 有提到“SOFT MOTION功能块”这个名词？有定义CNC功能？
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