[发明专利]一种考虑推力谐波特性的直驱高速进给系统运动精度预测方法

权利要求书

1.一种考虑推力谐波特性的直驱高速进给系统运动精度预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，根据考虑推力谐波特性的直驱高速进给系统运动精度分析模型，得到系统干扰传递函数；

步骤二，根据步骤一得到的系统干扰传递函数，提取特征方程；

步骤三，将实际系统参数带入步骤二中得到的特征方程中，得到特征方程的根，对特征方程的根进行判别；

步骤四，根据步骤三中的判别结果，利用步骤一得到的系统干扰传递函数，通过拉普拉斯逆变换，得到单一推力谐波作用下的系统运动精度；

步骤五，重复步骤四，得到所有推力谐波的直驱高速进给系统运动精度。

2.根据权利要求1所述的一种考虑推力谐波特性的直驱高速进给系统运动精度预测方法，其特征在于，步骤一中，系统干扰传递函数G_r(s)的表达式为：

其中，G_r(s)为系统干扰传递函数，s为拉普拉斯算子，x_o(s)为系统输出响应，F_tr(s)为电机推力谐波，K_p为位置环比例增益，K_v为速度环比例增益，T_v为速度环积分时间，K_A为电流环等效比例增益，K_F为电机推力常数，m为驱动负载质量。

3.根据权利要求1所述的一种考虑推力谐波特性的直驱高速进给系统运动精度预测方法，其特征在于，步骤二中，特征方程的表达式为：

as³+bs²+cs+d＝0

其中，a＝m,b＝K_vK_F,c＝K_vK_F/T_v+K_FK_vK_p,d＝K_pK_vK_F/T_v。

4.根据权利要求1所述的一种考虑推力谐波特性的直驱高速进给系统运动精度预测方法，其特征在于，步骤三中，对特征方程的根进行判别的具体方法是：

当D＝b²-3ac＜0时，特征方程有一个实根和两个共轭虚根；

当D＝b²-3ac>0，且时，特征方程有一个实根和两个共轭虚根；

当D＝b²-3ac>0，且时，特征方程有三个实根。

5.根据权利要求1所述的一种考虑推力谐波特性的直驱高速进给系统运动精度预测方法，其特征在于，步骤四中，单一推力谐波作用下的系统运动精度的表达式为：

x_tr0(t)＝L^-1[G_r(s)·F_tr(s)]

其中，L^-1表示拉普拉斯逆变换，F_tr(s)为推力谐波的复数域形式。

6.根据权利要求1所述的一种考虑推力谐波特性的直驱高速进给系统运动精度预测方法，其特征在于，步骤五中，所有推力谐波作用下的直驱高速进给系统运动精度为：