[发明专利]一种抑制伺服系统定位时发生的低频振动的控制系统

权利要求书

1.一种抑制伺服系统定位时发生的低频振动的控制系统，其特征在于，所述系统包括伺服驱动器、永磁伺服电机和绝对位置编码器；所述伺服驱动器用于控制和驱动电机；所述绝对位置编码器向伺服驱动器的DSP芯片提供控制永磁伺服电机的位置编码；

所述伺服驱动器包括DSP芯片、FPGA、信号转换单元、智能驱动单元、通信单元、数码显示单元、数字IO口单元和编码器通信接口；所述DSP芯片分别与智能驱动单元、FPGA、绝对位置编码器、数码显示单元、通信单元互联；智能驱动单元的逆变器端口与永磁伺服电机互联；信号转换单元连接FPGA；

所述DSP芯片由芯片微处理器CPU构成，外部配置通信的接口模块SPI、嵌入式存储模块、丰富的IO端口、ADC/DAC模拟前端、电源供应模块、PWM、USB和timer模块，并能支持多种工业总线协议；

低频振动频率诊断、系统控制参数整定由所述CPU运行，这些算法能够在较低的采样速率下执行；基于转矩前馈和负载观测器的低频振动抑制算法以及FOC算法，属于时间关键型，需要在极高的采样速率下进行，则在所述FPGA中实现。

2.根据权利要求1所述的一种抑制伺服系统定位时发生的低频振动的控制系统，其特征在于，所述低频振动频率诊断采用位置误差峰值检测法，从第二个振动波，即探测到第二个峰值开始检测，为了避免信号波动带来的影响，先对位置误差进行低通滤波；检测记录当前时刻位置误差与上一时刻时的位置误差e(k),e(k-1)，当sign[e(k)-e(k-1)]发生变化时，表明检测到振动信号的波峰或者波谷，记录每个波峰波谷定时器的时间值，当sign[e(k)-e(k-1)]发生三次变化时为一个振动周期；设测量的振动周期为T₁，T₂…T_k，采用加权平均值法得：T_vib＝α₁T₁+α₂T₂+…+α_kT_k，其中，T_vib即低频振动周期。

3.根据权利要求1所述的一种抑制伺服系统定位时发生的低频振动的控制系统，其特征在于，所述低频振动抑制算法采用基于扰动观测器的转矩前馈的方法；包括(1)构建扰动观测器实现扰动观测，用于补偿扰动，增强系统的鲁棒性；(2)构建转矩前馈用于直接补偿指令，加快指令响应以及抑制振动。