CN111176213A - 一种用于总线型伺服驱动器的位置细分方法、装置及存储介质 - Google Patents
一种用于总线型伺服驱动器的位置细分方法、装置及存储介质 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种用于总线型伺服驱动器的位置细分方法、装置及存储介质，方法包括：从控制器中获得总线同步周期和位置指令增量；从伺服驱动器中获得伺服驱动器位置环周期；根据总线同步周期和伺服驱动器位置环周期进行计算，获得一个总线同步周期中位置环周期的数量；根据位置指令增量和一个总线同步周期中位置环周期的数量进行增量计算，获得位置增量和余数根据一个总线同步周期中位置环周期的数量、位置增量和余数进行计算分析，获得位置环的位置给定值和最终位置环的位置给定值。本发明能够更精准的控制伺服电机的运行，提高伺服驱动器的频率响应特性，减少伺服电机在运行过程中的抖动情况，提高了工业生产的工作效率。
Description
技术领域
本发明主要涉及工业技术领域，具体涉及一种用于总线型伺服驱动器的位置细分方法、装置及存储介质。
背景技术
随着工业4.0的迅速发展，在工业整个行业中高速、高精、高智能现在已经成为了整个行业的追求目标，而伺服驱动器作为在整个工业技术行业中的关键零部件更是迅速发展。为了更精准、精确的达到加工效果，传统的脉冲型伺服驱动器已经无法满足市场需求，数字总线型伺服驱动器凭借高分辨率、高实时性、高响应等优势广泛的抢占市场，并有逐步替代的趋势。在实际使用中，总线同步周期一般为1ms、2ms甚至更大，而为了突出高响应，伺服驱动器的位置环周期一般为125us、100us，62.5us，甚至更低，这样位置细分到每个位置环周期的算法就显得尤为重要。目前就在技术领域，暂时还没有公开共享关于位置细分方面的相关算法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种用于总线型伺服驱动器的位置细分方法、装置及存储介质。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于总线型伺服驱动器的位置细分方法，包括如下步骤：
从控制器中获得总线同步周期和位置指令增量；
从伺服驱动器中获得伺服驱动器位置环周期；
根据所述总线同步周期和所述伺服驱动器位置环周期进行计算，获得一个总线同步周期中位置环周期的数量；
根据所述位置指令增量和所述一个总线同步周期中位置环周期的数量进行增量计算，获得一个总线同步周期收到的位置指令增量平均分配到该周期内的每一个伺服位置环周期的位置增量；
根据所述位置指令增量和所述一个总线同步周期中位置环周期的数量进行余数计算，获得位置指令增量除以一个总线同步周期中位置环周期的数量后剩下的余数；
根据所述一个总线同步周期中位置环周期的数量、所述一个总线同步周期收到的位置指令增量平均分配到该周期内的每一个伺服位置环周期的位置增量和所述剩下的余数进行计算分析，获得位置环的位置给定值和最终位置环的位置给定值。
本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种用于总线型伺服驱动器的位置细分装置，包括：
总线增量获得模块，用于从控制器中获得总线同步周期和位置指令增量；
驱动器位置环获得模块，用于从伺服驱动器中获得伺服驱动器位置环周期；
位置环周期计算模块，用于根据所述总线同步周期和所述伺服驱动器位置环周期进行计算，获得一个总线同步周期中位置环周期的数量；
增量计算模块，用于根据所述位置指令增量和所述一个总线同步周期中位置环周期的数量进行增量计算，获得一个总线同步周期收到的位置指令增量平均分配到该周期内的每一个伺服位置环周期的位置增量；
余数计算模块，用于根据所述位置指令增量和所述一个总线同步周期中位置环周期的数量进行余数计算，获得位置指令增量除以一个总线同步周期中位置环周期的数量后剩下的余数；
位置环分析模块，用于根据所述一个总线同步周期中位置环周期的数量、所述一个总线同步周期收到的位置指令增量平均分配到该周期内的每一个伺服位置环周期的位置增量和所述剩下的余数进行计算分析，获得位置环的位置给定值和最终位置环的位置给定值。
本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种用于总线型伺服驱动器的位置细分装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，当所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上所述的用于总线型伺服驱动器的位置细分方法。
本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的用于总线型伺服驱动器的位置细分方法。
本发明的有益效果是：能够更精准的控制伺服电机的运行，提高伺服驱动器的频率响应特性，减少伺服电机在运行过程中的抖动情况，提高了工业生产的工作效率。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的用于总线型伺服驱动器的位置细分方法的流程示意图；
图2为本发明一实施例提供的用于总线型伺服驱动器的位置细分装置的模块框图；
图3为本发明一实施例提供的获得位置环的位置给定值和最终位置环的位置给定值过程的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
图1为本发明一实施例提供的用于总线型伺服驱动器的位置细分方法的流程示意图。
如图1所示，一种用于总线型伺服驱动器的位置细分方法，包括如下步骤：
从控制器中获得总线同步周期和位置指令增量；
从伺服驱动器中获得伺服驱动器位置环周期；
根据所述总线同步周期和所述伺服驱动器位置环周期进行计算，获得一个总线同步周期中位置环周期的数量；
根据所述位置指令增量和所述一个总线同步周期中位置环周期的数量进行增量计算，获得一个总线同步周期收到的位置指令增量平均分配到该周期内的每一个伺服位置环周期的位置增量；
根据所述位置指令增量和所述一个总线同步周期中位置环周期的数量进行余数计算，获得位置指令增量除以一个总线同步周期中位置环周期的数量后剩下的余数；
根据所述一个总线同步周期中位置环周期的数量、所述一个总线同步周期收到的位置指令增量平均分配到该周期内的每一个伺服位置环周期的位置增量和所述剩下的余数进行计算分析，获得位置环的位置给定值和最终位置环的位置给定值。
具体地，本发明中涉及到的总线可以是目前领域内的所有以太网总线，不仅限于：EtherCAT、NCUCBUS、CANOpen、CAN、PROFINET、PROFIBUS、Modbus、PowerLink、CCLink。
上述实施例中，能够更精准的控制伺服电机的运行，提高伺服驱动器的频率响应特性，减少伺服电机在运行过程中的抖动情况，提高了工业生产的工作效率。
可选地，作为本发明的一个实施例，Tsync表示所述总线同步周期，Tp表示所述伺服驱动器位置环周期，N表示所述一个总线同步周期中位置环周期的数量；
所述根据所述总线同步周期和所述伺服驱动器位置环周期进行计算，获得一个总线同步周期中位置环周期的数量的过程包括：
根据第一式、所述Tsync和所述Tp进行计算，所述第一式为：
N＝Tsync/Tp。
应理解地，N必须是整数，否则伺服驱动器会报相应的错误码。
上述实施例中，能够准确的知道控制器设置的总线同步周期，并能判断是否满足设置要求，并能计算出一个总线同步周期中需要进行的位置环个数。
可选地，作为本发明的一个实施例，PstInc表示所述位置指令增量，PosInc表示所述一个总线同步周期收到的位置指令增量平均分配到该周期内的每一个伺服位置环周期的位置增量；
所述根据所述位置指令增量和所述一个总线同步周期中位置环周期的数量进行增量计算，获得一个总线同步周期收到的位置指令增量平均分配到该周期内的每一个伺服位置环周期的位置增量的过程包括：
根据第二式、所述PstInc和所述N进行计算，所述第二式为：
其中，/表示除号，
表示向下取整。
上述实施例中，能够明确的计算出在每一个伺服位置环周期中电机需要运动的位置增量，为之后的计算提供数据保障，同时能够更精准的控制伺服电机的运行。
可选地，作为本发明的一个实施例，Rem表示所述剩下的余数；所述根据所述位置指令增量和所述一个总线同步周期中位置环周期的数量进行余数计算，获得位置指令增量除以一个总线同步周期中位置环周期的数量后剩下的余数的过程包括：
根据第三式、所述PstInc和所述N进行计算，所述第三式为：
Rem＝|PstInc\N|，
其中，\表示取余数符号，||表示取绝对值。
上述实施例中，能够计算出一个总线同步周期的控制器下发的位置增量平均分配到N个伺服位置环后还剩下的余量，为之后的计算提供数据保障，同时能够更精准的控制伺服电机的运行。
可选地，作为本发明的一个实施例，如图3所示，PosRef表示所述位置环的位置给定值，PosRef'表示最终位置环的位置给定值；所述获得位置环的位置给定值和最终位置环的位置给定值的过程包括：
S1、判断所述N是否为0，若为0，则所述PosRef等于所述PosRef'，并进行位置环的PID计算；若不为0，则根据第四式进行计算，所述第四式为：
N'＝N-1，
其中，N'为下个周期执行的伺服位置环次数；
S2、判断所述Rem是否为0，若为0，则根据第五式进行计算，所述第五式为：
Rem'＝Rem-1，
其中，Rem'为下个周期执行的剩下的余数；
若不为0，则根据第六式进行计算，得到所述PosRef后进行步骤S1，所述第六式为：
PosRef＝PosRef(N)+PosInc，
其中，PosRef(N)为前一位置环的位置给定值；
S3、判断所述PosInc是否为0，若为0，则根据第七式进行计算，得到所述PosRef后进行步骤S1，所述第七式为：
PosRef＝PosRef(N)+PosInc+1，
其中，PosRef(N)为前一位置环的位置给定值；
若不为0，则根据第八式进行计算，得到所述PosRef后进行步骤S1，所述第八式为：
PosRef＝PosRef(N)+PosInc-1，
其中，PosRef(N)为前一位置环的位置给定值。
应理解地，步骤S1中，可利用现有算法来对位置环的PID进行计算，故该计算过程不再赘述。
上述实施例中，根据公式7能计算出在当前位置环周期所需的位置给定值，获得提高工业生产的工作效率的重要参数，同时更精准的控制伺服电机的运行，提高伺服驱动器的频率响应特性，减少伺服电机在运行过程中的抖动情况。
图2为本发明一实施例提供的用于总线型伺服驱动器的位置细分装置的模块框图。
可选地，作为本发明的另一个实施例，如图2所示，一种用于总线型伺服驱动器的位置细分装置，包括：
总线增量获得模块，用于从控制器中获得总线同步周期和位置指令增量；
驱动器位置环获得模块，用于从伺服驱动器中获得伺服驱动器位置环周期；
位置环周期计算模块，用于根据所述总线同步周期和所述伺服驱动器位置环周期进行计算，获得一个总线同步周期中位置环周期的数量；
增量计算模块，用于根据所述位置指令增量和所述一个总线同步周期中位置环周期的数量进行增量计算，获得一个总线同步周期收到的位置指令增量平均分配到该周期内的每一个伺服位置环周期的位置增量；
余数计算模块，用于根据所述位置指令增量和所述一个总线同步周期中位置环周期的数量进行余数计算，获得位置指令增量除以一个总线同步周期中位置环周期的数量后剩下的余数；
位置环分析模块，用于根据所述一个总线同步周期中位置环周期的数量、所述一个总线同步周期收到的位置指令增量平均分配到该周期内的每一个伺服位置环周期的位置增量和所述剩下的余数进行计算分析，获得位置环的位置给定值和最终位置环的位置给定值。
可选地，作为本发明的一个实施例，Tsync表示所述总线同步周期，Tp表示所述伺服驱动器位置环周期，N表示所述一个总线同步周期中位置环周期的数量；
所述位置环周期计算模块具体用于：
根据第一式、所述Tsync和所述Tp进行计算，所述第一式为：
N＝Tsync/Tp。
可选地，作为本发明的一个实施例，PstInc表示所述位置指令增量，PosInc表示所述一个总线同步周期收到的位置指令增量平均分配到该周期内的每一个伺服位置环周期的位置增量；
所述增量计算模块具体用于：
根据第二式、所述PstInc和所述N进行计算，所述第二式为：
其中，/表示除号，
表示向下取整。
可选地，本发明的另一个实施例提供一种用于总线型伺服驱动器的位置细分装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，当所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上所述的用于总线型伺服驱动器的位置细分方法。该装置可为计算机等装置。
可选地，本发明的另一个实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的用于总线型伺服驱动器的位置细分方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。用于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种用于总线型伺服驱动器的位置细分方法，其特征在于，包括如下步骤：
从控制器中获得总线同步周期和位置指令增量；
从伺服驱动器中获得伺服驱动器位置环周期；
根据所述总线同步周期和所述伺服驱动器位置环周期进行计算，获得一个总线同步周期中位置环周期的数量；
根据所述位置指令增量和所述一个总线同步周期中位置环周期的数量进行增量计算，获得一个总线同步周期收到的位置指令增量平均分配到该周期内的每一个伺服位置环周期的位置增量；
根据所述位置指令增量和所述一个总线同步周期中位置环周期的数量进行余数计算，获得位置指令增量除以一个总线同步周期中位置环周期的数量后剩下的余数；
根据所述一个总线同步周期中位置环周期的数量、所述一个总线同步周期收到的位置指令增量平均分配到该周期内的每一个伺服位置环周期的位置增量和所述剩下的余数进行计算分析，获得位置环的位置给定值和最终位置环的位置给定值。
2.根据权利要求1所述的用于总线型伺服驱动器的位置细分方法，其特征在于，Tsync表示所述总线同步周期，Tp表示所述伺服驱动器位置环周期，N表示所述一个总线同步周期中位置环周期的数量；
所述根据所述总线同步周期和所述伺服驱动器位置环周期进行计算，获得一个总线同步周期中位置环周期的数量的过程包括：
根据第一式、所述Tsync和所述Tp进行计算，所述第一式为：
N＝Tsync/Tp。
3.根据权利要求2所述的用于总线型伺服驱动器的位置细分方法，其特征在于，PstInc表示所述位置指令增量，PosInc表示所述一个总线同步周期收到的位置指令增量平均分配到该周期内的每一个伺服位置环周期的位置增量；
所述根据所述位置指令增量和所述一个总线同步周期中位置环周期的数量进行增量计算，获得一个总线同步周期收到的位置指令增量平均分配到该周期内的每一个伺服位置环周期的位置增量的过程包括：
根据第二式、所述PstInc和所述N进行计算，所述第二式为：
其中，/表示除号，
表示向下取整。
4.根据权利要求3所述的用于总线型伺服驱动器的位置细分方法，其特征在于，Rem表示所述剩下的余数；所述根据所述位置指令增量和所述一个总线同步周期中位置环周期的数量进行余数计算，获得位置指令增量除以一个总线同步周期中位置环周期的数量后剩下的余数的过程包括：
根据第三式、所述PstInc和所述N进行计算，所述第三式为：
Rem＝|PstInc\N|，
其中，\表示取余数符号，||表示取绝对值。
5.根据权利要求1-4任一项所述的用于总线型伺服驱动器的位置细分方法，其特征在于，PosRef表示所述位置环的位置给定值，PosRef'表示最终位置环的位置给定值；所述获得位置环的位置给定值和最终位置环的位置给定值的过程包括：
S1、判断所述N是否为0，若为0，则所述PosRef等于所述PosRef'，并进行位置环的PID计算；若不为0，则根据第四式进行计算，所述第四式为：
N'＝N-1，
其中，N'为下个周期执行的伺服位置环次数；
S2、判断所述Rem是否为0，若为0，则根据第五式进行计算，所述第五式为：
Rem'＝Rem-1，
其中，Rem'为下个周期执行的剩下的余数；
若不为0，则根据第六式进行计算，得到所述PosRef后进行步骤S1，所述第六式为：
PosRef＝PosRef(N)+PosInc，
其中，PosRef(N)为前一位置环的位置给定值；
S3、判断所述PosInc是否为0，若为0，则根据第七式进行计算，得到所述PosRef后进行步骤S1，所述第七式为：
PosRef＝PosRef(N)+PosInc+1，
其中，PosRef(N)为前一位置环的位置给定值；
若不为0，则根据第八式进行计算，得到所述PosRef后进行步骤S1，所述第八式为：
PosRef＝PosRef(N)+PosInc-1，
其中，PosRef(N)为前一位置环的位置给定值。
6.一种用于总线型伺服驱动器的位置细分装置，其特征在于，包括：
总线增量获得模块，用于从控制器中获得总线同步周期和位置指令增量；
驱动器位置环获得模块，用于从伺服驱动器中获得伺服驱动器位置环周期；
位置环周期计算模块，用于根据所述总线同步周期和所述伺服驱动器位置环周期进行计算，获得一个总线同步周期中位置环周期的数量；
增量计算模块，用于根据所述位置指令增量和所述一个总线同步周期中位置环周期的数量进行增量计算，获得一个总线同步周期收到的位置指令增量平均分配到该周期内的每一个伺服位置环周期的位置增量；
余数计算模块，用于根据所述位置指令增量和所述一个总线同步周期中位置环周期的数量进行余数计算，获得位置指令增量除以一个总线同步周期中位置环周期的数量后剩下的余数；
位置环分析模块，用于根据所述一个总线同步周期中位置环周期的数量、所述一个总线同步周期收到的位置指令增量平均分配到该周期内的每一个伺服位置环周期的位置增量和所述剩下的余数进行计算分析，获得位置环的位置给定值和最终位置环的位置给定值。
7.根据权利要求6所述的用于总线型伺服驱动器的位置细分装置，其特征在于，Tsync表示所述总线同步周期，Tp表示所述伺服驱动器位置环周期，N表示所述一个总线同步周期中位置环周期的数量；
所述位置环周期计算模块具体用于：
根据第一式、所述Tsync和所述Tp进行计算，所述第一式为：
N＝Tsync/Tp。
8.根据权利要求7所述的用于总线型伺服驱动器的位置细分装置，其特征在于，PstInc表示所述位置指令增量，PosInc表示所述一个总线同步周期收到的位置指令增量平均分配到该周期内的每一个伺服位置环周期的位置增量；
所述增量计算模块具体用于：
根据第二式、所述PstInc和所述N进行计算，所述第二式为：
其中，/表示除号，
表示向下取整。
9.一种用于总线型伺服驱动器的位置细分装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，当所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1至5任一项所述的用于总线型伺服驱动器的位置细分方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1至5任一项所述的用于总线型伺服驱动器的位置细分方法。
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