[发明专利]数控机床的通讯延时补偿方法、装置、设备及介质

说明书

本发明公开了数控机床的通讯延时补偿方法、装置、设备及介质，该方法包括对数控机床系统进行建模，得到建模结果；利用传递函数等效变形将数控机床系统的通讯延时等效为相应的扰动量，利用Pade近似法对扰动量进行有理近似，得到扰动量模型；按照低通滤波器的类型配置相应类型的低通滤波器模型；根据所述扰动量模型与所述低通滤波器模型之间的预定条件配置所述低通滤波器模型中各参数值；根据数控机床系统输入、输出和所述建模结果计算扰动观测量；将所述扰动观测量通过所述低通滤波器进行滤波后得到补偿量，并通过所述补偿量对所述扰动量进行延时补偿。本发明对建模精度要求不高，有较强的鲁棒性，对数控机床的通讯延时补偿效果好。

技术领域

本发明涉及数控机床控制技术领域，特别涉及一种数控机床的通讯延时补偿方法。

背景技术

现代数控系统通常采用数控装置负责计算、伺服驱动器负责执行的结构理念，二者之间的总线数据交互不可避免的存在通讯延时。延时的存在，使得被控对象不能及时响应系统指令，容易产生超调甚至失稳现象，这在机床加工中是不允许的。且随着对加工精度要求的提高以及群控技术的普及，通讯数据量大幅提升，更加重了通讯延时对系统的影响，通讯延时补偿变得尤为重要。

为了降低延时对控制系统的影响，目前主流的方法包括降低控制刚度和史密斯预估补偿法。其中，降低控制刚度实现较为容易，但是治标不治本，且不符合“高速、高精”的发展趋势；史密斯预估补偿法的思路是将延时项移到控制回路外，使其不再影响闭合回路的稳定性，在炉温控制、水位控制等领域已经得到了广泛应用，而史密斯预估器较为依赖模型准确度，而数控系统中通讯延时时间不定，且机床传动环节模型复杂，将史密斯预估补偿应用于数控机床控制会造成补偿效果不佳的问题，因此现有的史密斯预估补偿方法不适用数控机床的通讯延时补偿。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的第一目的在提供一种对建模精度要求不高，有较强的鲁棒性，对数控机床的通讯延时补偿效果好的基于扰动观测的通讯延时补偿方法。

本发明的第二目的在于提供一种数控机床的通讯延时补偿装置。

本发明的第三目的在于提供一种电子设备。

本发明的第四目的在于提供一种存储介质。

为实现上述目的，本发明的第一方面提供一种数控机床的通讯延时补偿方法，包括：

对数控机床系统进行建模，得到建模结果

利用传递函数等效变形将数数控机床系统的通讯延时等效为相应的扰动量，利用Pade近似法对扰动量进行有理近似，得到扰动量模型；

按照低通滤波器的类型配置相应类型的低通滤波器模型；

根据所述扰动量模型与所述低通滤波器模型之间的预定条件配置所述低通滤波器模型中各参数值；

根据数控机床系统输入U(S)、输出Y(S)和所述建模结果计算扰动观测量；

将所述扰动观测量通过所述低通滤波器进行滤波后得到补偿量，并通过所述补偿量对所述扰动量进行延时补偿。

进一步，配置低通滤波器的模型包括：

配置一阶低通滤波器的表达式为极点位置为p＝-g；

其中，g为一阶低通滤波器的截止频率点。

进一步，利用Pade近似法对扰动量进行有理近似，得到扰动量模型包括：

利用一阶Pade近似法对扰动量进行有理近似，得到所述扰动量的表达式为(τs/(1+τs/2))U(s)，扰动量的极点位置为

进一步，根据所述扰动量模型与所述低通滤波器模型之间的预定条件配置所述低通滤波器模型中各参数值包括：