[发明专利]一种嵌入式裁床控制器的实时轮廓误差补偿方法

权利要求书

1.一种嵌入式裁床控制器的实时轮廓误差补偿方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

1)通过编码器反馈当前位置和期望位置之间的偏差，得到X轴和Y轴的直接位置误差E_x和E_y，根据当前速度和期望速度之间的偏差，得到X轴和Y轴的速度误差V_x和V_y，在一个插补周期T内对速度误差进行积分，得到由于两轴速度误差引起的间接位置误差E_x'和E_y′；

2)令建立轨迹轮廓误差模型为：ε＝-C_xE_x+C_yE_y；

3)综合轮廓误差形成的原因，根据直接位置误差E_x和E_y计算直接轮廓误差ε₁＝-C_xE_x+C_yE_y，根据间接位置误差E_x'和E_y'计算间接轮廓误差ε₂＝-C_xE_x'+C_yE_y'，取最大实时轮廓误差E′_c＝max{ε₁,ε₂}；

4)基于该实时轮廓误差估计器，使用变增益交叉耦合PID控制器，实时计算最优补偿量，对最大轮廓误差E′_c进行补偿，所述变增益交叉耦合控制器增益：K_dc＝0.013，K_pc＝2.235，K_ic＝5.261。

2.如权利要求1所述的嵌入式裁床控制器的实时轮廓误差补偿方法，其特征在于：所述期望位置根据插补软件规划的轨迹拐点选取，直接位置误差为期望拐点坐标和当前位置坐标的差值，速度误差为期望拐点速度和当前速度的差值，插补周期T内速度为匀速，因此积分所得间接位置误差就是速度误差和插补周期T的乘积。

3.如权利要求1或2所述的嵌入式裁床控制器的实时轮廓误差补偿方法，其特征在于：所述当前位置坐标和当前速度通过编码器反馈得到，且在该期望拐点之前的最后一个插补周期T内读取编码器反馈值。

4.如权利要求1或2所述的嵌入式裁床控制器的实时轮廓误差补偿方法，其特征在于：所述步骤2)中，建立轨迹轮廓误差模型，F(x,y)＝0为一条任意曲线，P_a为实际位置点，P_e为期望位置点，E_x、E_y表示X轴和Y轴的单轴跟踪误差，θ为参考轨迹上对应位置点密切圆的切线与X轴的夹角，R为密切圆半径，根据几何关系推导，得出：

用X轴和Y轴的单轴跟踪误差表示P_a与O_b点的关系，即：

x_a-x_b＝Rsinθ-E_x (2)

y_a-y_b＝-Rcosθ-E_y (3)

将公式(2)(3)代入公式(1)后得：

将公式(4)利用麦克劳林公式展开：