[发明专利]基于自适应迭代学习的误差补偿方法及数控控制系统

说明书

本发明公开了一种基于自适应迭代学习的误差补偿方法及数控控制系统，其方法包括：在输出位置获取数控控制系统下的机床运动轨迹，并与期望轨迹比较得到机床运动误差；基于机床运动误差通过自适应迭代学习方法获取到误差补偿量；基于误差补偿量利用位置环控制器进行参数调整，使得机床能够按照期望运动轨迹运行。实施本发明实施例，对加工过程中出现的误差进行实时的误差补偿，从而提高数控机床的加工精度。

技术领域

本发明涉自动化控制技术领域，尤其涉及到一种基于自适应迭代学习的误差补偿方法及数控控制系统。

背景技术

在经济全球化和信息技术革命的影响下，国际制造业也发生了深刻的变化，近年来，机械制造业水平的强弱往往标志着一个国家的综合实力。数控机床逐渐成为了国际装备制造业的热点竞争领域，尤其德国、日本等发达国家数控机床技术水平走在世界前列。目前，我国也正在大力加强数控机床技术领域的研究，攻克这一领域的共性关键问题已经成为了装备制造业发展的当务之急。

目前，数控机床在加工过程中产生误差是很常见的。机床运动轨迹与期望轨迹之间存在一定的误差，误差产生的来源被称为误差源。比如机床加工过程中的发热会影响机床加工精度，热能会使机床发生形变，从而影响到轴的运动轨迹，是加工过程中精度不够的主要因素。其他能够使机床产生误差的因素还有很多。由于误差会给机械加工领域带来危害，所以要对数控机床的运动轨迹进行误差补偿。通过国内外已有的数控机床误差补偿方法，可以总结为硬件静态补偿法、系统参数补偿法、位置环反馈补偿法、NC代码补偿法以及坐标偏置补偿法。目前被广泛使用的是静态补偿方法，由于误差源较多且不确定，导致数控机床的误差是非线性的，所以不能够直接计算误差，且无法对系统进行非线性补偿，使数控机床不能按照期望轨迹运动。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于自适应迭代学习的误差补偿方法及数控控制系统，对加工过程中出现的误差进行实时的误差补偿，从而提高数控机床的加工精度。

相应的，本发明实施例提供了一种基于自适应迭代学习的误差补偿方法，包括以下步骤：

在输出位置获取数控控制系统下的机床运动轨迹，并与期望轨迹比较得到机床运动误差；

基于机床运动误差通过自适应迭代学习方法获取到误差补偿量；

基于误差补偿量利用位置环控制器进行参数调整，使得机床能够按照期望运动轨迹运行。

所述数控控制系统包括：位置环控制器、速度环控制器、电流环控制器、电力系统、机械系统和误差补偿模块，所述误差补偿模块对位置环控制器实现误差补偿量的输入，位置环控制器基于误差补偿量进行参数调整。

所述在输出位置获取数控控制系统下的机床运动轨迹，并与期望轨迹比较得到机床运动误差包括：

针对数控加工中的工件坐标在线测量获取数控加工位当前的工件坐标轨迹信息；

基于所述当前的工件坐标轨迹信息与所述期望轨迹坐标信息比较得到机床运动误差。

所述数控控制系统为以下非线性系统：

y_i(t+1)＝f(y_i(t),y_i(t-1),…,y_i(t-n_y),x_i(t),x_i(t-1),…x_i(t-n_x))，

其中：y(t)为系统的输出，x(t)为系统的输入，i＝0,1,2,…为数控系统循环工作周期迭代次，t为时间，n_y和n_x为未知的系统阶数；