CN111552235A - 一种基于CANopen协议的多轴同步误差补偿方法和系统 - Google Patents

一种基于CANopen协议的多轴同步误差补偿方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于CANopen协议的多轴同步误差补偿方法和系统,包括主节点将目标轨迹曲线离散为连续的多个小直线段,各小直线段包含目标速度与距离信息;主节点依次取小直线段作为当前插补线段;主节点间隔发送同步信号至从节点伺服器,并接收各从节点伺服器返回的当前实际位置,计算当前实际位置到当前插补线段的距离作为轮廓误差,根据轮廓误差计算各从节点伺服器在下一同步控制周期中的插补目标位置;主节点将计算得到的各从节点伺服器在下一同步控制周期中的插补目标位置发送至对应从节点伺服器。本发明根据轮廓误差设置插补目标位置,保证每一次同步控制都能减小各轴的同步误差,显著提升了多轴同步控制的精度。

Description

一种基于CANopen协议的多轴同步误差补偿方法和系统
技术领域
本申请属于多轴控制技术领域,具体涉及一种基于CANopen协议的多轴同步误差补偿方法和系统。
背景技术
CANopen协议是基于控制局域网路(Controller Area Network,Can)的一个高层通信协定,是工业控制常用到的一种现场总线。CANopen协议具有数据链路层可靠、兼容性高、价格低等优势,因此在工业控制中的应用面广。
在工业控制的多轴控制中,能通过CANopen协议能对不同电机伺服器进行统一配置。对伺服控制系统有专门的CiA402协议规定伺服器的通信方式。但协议中并没有规定伺服器之间的通信,单纯的CANopen协议无法做到伺服器之间同步以及插补控制,更无法做到对同步误差的补偿,容易造成在多轴控制中因无法同步控制多轴而影响正常工作,或者造成加工产品的合格率降低,直接影响企业的产能。因此如何基于CANopen协议实现多轴同步控制的同步误差补偿是有待解决的问题。
发明内容
本申请的目的在于一种基于CANopen协议的多轴同步误差补偿方法和系统,提升多轴协同运行的同步精度。
为实现上述目的,本申请所采取的技术方案为:
一种基于CANopen协议的多轴同步误差补偿方法,用于控制多台伺服器的协同运行,所述CANopen协议包括主节点和从节点,所述主节点为主控制器,所述多台伺服器均作为从节点伺服器,所述基于CANopen协议的多轴同步误差补偿方法,包括:
步骤S1、主节点获取目标轨迹曲线并对目标轨迹曲线进行速度规划与粗插补处理,将目标轨迹曲线离散为连续的多个小直线段,各小直线段包含目标速度与距离信息;
步骤S2、主节点依次取小直线段作为当前插补线段;
步骤S3、主节点间隔发送同步信号至从节点伺服器,并接收各从节点伺服器返回的当前实际位置,计算当前实际位置到当前插补线段的距离作为轮廓误差,根据所述轮廓误差计算各从节点伺服器在下一个同步控制周期中的插补目标位置,如下:
a、若所述轮廓误差为零,则取当前插补线段包含的目标速度,并根据目标速度计算各从节点伺服器在下一个同步控制周期的给进量,将给进量叠加至对应从节点伺服器的当前实际位置上,得到各从节点伺服器在下一个同步控制周期中的插补目标位置;
b、若所述轮廓误差在误差允许范围内,则根据所述轮廓误差计算各从节点伺服器对应的补偿值,利用补偿值对各从节点伺服器的当前实际位置进行补偿,并取当前插补线段包含的目标速度,根据目标速度计算各从节点伺服器在下一个同步控制周期的给进量,将给进量叠加至各从节点伺服器补偿后的当前实际位置上,得到各从节点伺服器在下一个同步控制周期中的插补目标位置;
c、若所述轮廓误差超出误差允许范围,则取运动情况为滞后且滞后距离最大的从节点伺服器,将该从节点伺服器在上一个同步控制周期的平均速度作为下一个同步控制周期内该从节点伺服器的目标速度,以该从节点伺服器的目标速度计算各从节点伺服器在下一个同步控制周期的给进量;
并根据所述轮廓误差计算各从节点伺服器对应的补偿值,利用补偿值对各从节点伺服器的当前实际位置进行补偿,将给进量叠加至各从节点伺服器补偿后的当前实际位置上,得到各从节点伺服器在下一个同步控制周期中的插补目标位置;
步骤S4、主节点将计算得到的各从节点伺服器在下一个同步控制周期中的插补目标位置发送至对应从节点伺服器,并且周期性执行步骤S3直至从节点伺服器运动至当前插补线段的末端;
步骤S5、主节点判断当前插补线段是否为目标轨迹曲线中的最后一个小直线段,若是则完成并结束;若不是则重新执行步骤S2。
作为优选,所述步骤S3的第b点中根据所述轮廓误差计算各从节点伺服器对应的补偿值,包括:
取各从节点伺服器对应的补偿值为轮廓误差在各从节点伺服器控制的运动轴的运行方向上的分量。
作为优选,所述步骤S3的第b点中利用补偿值对各从节点伺服器的当前实际位置进行补偿,包括:
根据当前实际位置与当前插补线段的相对位置判断各从节点伺服器的运动情况,若从节点伺服器的运动情况为超前,则将该从节点伺服器的当前实际位置减去对应的补偿值;若从节点伺服器的运动情况为滞后,则将该从节点伺服器的当前实际位置加上对应的补偿值。
作为优选,所述步骤S3的第c点中根据所述轮廓误差计算各从节点伺服器对应的补偿值,包括:
将轮廓误差乘以比例系数得到比例误差;
取各从节点伺服器对应的补偿值为比例误差在各从节点伺服器控制的运动轴的运行方向上的分量。
作为优选,所述比例系数为不大于1的正数。
作为优选,所述步骤S3的第c点中利用补偿值对各从节点伺服器的当前实际位置进行补偿,包括:
根据当前实际位置与当前插补线段的相对位置判断各从节点伺服器的运动情况,若从节点伺服器的运动情况为超前,则将该从节点伺服器的当前实际位置减去对应的补偿值;若从节点伺服器的运动情况为滞后,则将该从节点伺服器的当前实际位置加上对应的补偿值。
本申请还提供一种基于CANopen协议的多轴同步误差补偿系统,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一技术方案所述的基于CANopen协议的多轴同步误差补偿方法的步骤。
本申请提供的基于CANopen协议的多轴同步误差补偿方法和系统,根据轮廓误差设置下一个同步控制周期合适的插补目标位置,以保证每一次同步控制都能减小各轴的同步误差,显著提升了多轴同步控制的精度。
附图说明
图1为本申请的基于CANopen协议的多轴同步误差补偿方法的流程图;
图2为本申请实施例1中速度规划和粗插补操作的示意图;
图3为本申请实施例1中轮廓误差为零时的示意图;
图4为本申请实施例1中轮廓误差小于误差允许范围时的示意图;
图5为本申请实施例1中轮廓误差超过误差允许范围时的示意图;
图6为本申请实施例1中误差补偿的CANopen通讯时序图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是在于限制本申请。
其中一个实施例中,提供一种基于CANopen协议的多轴同步误差补偿方法,用于控制多台伺服器的协同运行,实现多运动轴的协同控制。
CANopen协议是基于Can总线的一个高层通信协定CANopen协议包括主节点和从节点。本实施例中设置主节点为主控制器,这里的主控制器应理解为与各伺服器能够通信连接的设备,主控制器可以是独立的一台计算机,也可以是工业控制中用于控制多轴运动的总控设备。并且设置多台伺服器均作为从节点伺服器,在进行误差补偿前,需要对各从节点伺服器进行预配置。在一实施例中,提供的预处理过程如下:
主节点发送广播信号,使从节点伺服器进入预操作模式,结合对象字典对各从节点伺服器进行配置:设置节点CANopen同步通信周期为TSYNC,此周期为整个系统的同步控制周期;设定RPDO、TPDO对象映射;设定伺服器运动模式为位置插值模式。配置完成后,主节点发送广播指令,使从节点伺服器进入操作模式。
进入操作模式的从节点伺服器即完成预配置,此时从节点伺服器为待操作状态,可以根据主节点的指令进行多轴同步控制实现对目标轨迹的跟踪。
如图1所示,本实施例提供的基于CANopen协议的多轴同步误差补偿方法,包括:
步骤S1、主节点获取目标轨迹曲线并对目标轨迹曲线进行速度规划与粗插补处理,将目标轨迹曲线离散为连续的多个小直线段,各小直线段包含目标速度与距离信息。需要说明的是,速度规划与粗插补处理为同步插补控制算法的常规处理方法,这里不再展开描述。
步骤S2、主节点依次取小直线段作为当前插补线段。
步骤S3、主节点间隔发送同步信号至从节点伺服器,并接收各从节点伺服器返回的当前实际位置,计算当前实际位置到当前插补线段的距离作为轮廓误差,根据所述轮廓误差计算各从节点伺服器在下一个同步控制周期中的插补目标位置,如下:
a、若所述轮廓误差为零,则取当前插补线段包含的目标速度,并根据目标速度计算各从节点伺服器在下一个同步控制周期的给进量,将给进量叠加至对应从节点伺服器的当前实际位置上,得到各从节点伺服器在下一个同步控制周期中的插补目标位置。
需要说明的是,根据当前插补线段的目标速度计算给进量的过程为同步插补控制领域的常规计算过程,这里不再进行赘述。
b、若所述轮廓误差在误差允许范围内,则根据所述轮廓误差计算各从节点伺服器对应的补偿值,利用补偿值对各从节点伺服器的当前实际位置进行补偿,并取当前插补线段包含的目标速度,根据目标速度计算各从节点伺服器在下一个同步控制周期的给进量,将给进量叠加至各从节点伺服器补偿后的当前实际位置上,得到各从节点伺服器在下一个同步控制周期中的插补目标位置。
其中,根据轮廓误差计算各从节点伺服器对应的补偿值,所采取的一种方式如下:取各从节点伺服器对应的补偿值为轮廓误差在各从节点伺服器控制的运动轴的运行方向上的分量。
该方式计算得到的补偿值与各从节点伺服器的相关度高,补偿大小适宜。当然在其他实施例中,所采取的方式还可以是根据预设的倍数乘以轮廓误差作为对应从节点伺服器的补偿值。
其中,利用补偿值对各从节点伺服器的当前实际位置进行补偿,所采取的的一种补偿方法为:根据当前实际位置与当前插补线段的相对位置判断各从节点伺服器的运动情况,若从节点伺服器的运动情况为超前,则将该从节点伺服器的当前实际位置减去对应的补偿值;若从节点伺服器的运动情况为滞后,则将该从节点伺服器的当前实际位置加上对应的补偿值。
其中,超前应理解为在该从节点伺服器对应的运动轴的运动方向上,过当前实际位置作与运动方向平行的线,该线与当前插补线段的交点在当前实际位置的后方;滞后应理解为在该从节点伺服器对应的运动轴的运动方向上,过当前实际位置作与运动方向平行的线,该线与当前插补线段的交点在当前实际位置的前方。
c、若所述轮廓误差超出误差允许范围,则取运动情况为滞后且滞后距离最大的从节点伺服器,将该从节点伺服器在上一个同步控制周期的平均速度作为下一个同步控制周期内该从节点伺服器的目标速度,以该从节点伺服器的目标速度计算各从节点伺服器在下一个同步控制周期的给进量。
需要说明的是,以一个伺服器的目标速度计算所有伺服器的给进量的过程为同步插补控制的常规计算过程,这里不再进行赘述。
由于轮廓误差较大,因此在确定给进量后,同样需要对各从节点伺服器的当前实际位置进行补偿,具体补偿操作为:根据所述轮廓误差计算各从节点伺服器对应的补偿值,利用补偿值对各从节点伺服器的当前实际位置进行补偿。
其中,为了适应下一个同步控制周期目标速度的变化,对补偿时使用的轮廓误差进行调整,以减小同步误差:首先将轮廓误差乘以比例系数得到比例误差;然后取各从节点伺服器对应的补偿值为比例误差在各从节点伺服器控制的运动轴的运行方向上的分量。
比例系数为不大于1的正数,该比例系数可以是预先设定的固定值,也可以是根据控制算法如PID控制算法、模糊控制等得到的一个随误差大小变化的系数。
当计算得到补偿值后,根据以下方式对当前实际位置进行补偿:根据当前实际位置与当前插补线段的相对位置判断各从节点伺服器的运动情况,若从节点伺服器的运动情况为超前,则将该从节点伺服器的当前实际位置减去对应的补偿值;若从节点伺服器的运动情况为滞后,则将该从节点伺服器的当前实际位置加上对应的补偿值。
最后将给进量叠加至各从节点伺服器补偿后的当前实际位置上,得到各从节点伺服器在下一个同步控制周期中的插补目标位置。
容易理解的是,各从节点伺服器的当前实际位置其实是一个整体,在探究一个从节点伺服器的当前实际位置时是受其他从节点伺服器的当前实际位置的限制的。例如两轴坐标系中的点(x,y),在讲述x时,其实际位置受y的限制,而并非是y为0。
步骤S4、主节点将计算得到的各从节点伺服器在下一个同步控制周期中的插补目标位置发送至对应从节点伺服器,并且周期性执行步骤S3直至从节点伺服器运动至当前插补线段的末端。
步骤S5、主节点判断当前插补线段是否为目标轨迹曲线中的最后一个小直线段,若是则完成并结束;若不是则重新执行步骤S2。
为了便于理解本申请的基于CANopen协议的多轴同步误差补偿方法,以下以XY两轴的直线同步插补为例进行说明。
实施例1
步骤A1、如图2所示,将目标轨迹曲线(如图2(左)所示)进行速度规划与粗插补处理,得到一系列小直线段组成的运动轨迹(如图2(右)所示)。每一个小直线段都包含目标速度与距离信息。继续执行步骤A2。
步骤A2、取一个小直线段作为当前插补线段,在对某一当前插补线段进行同步插补过程中,主节点间隔TSYNC的时间广播发送同步信号SYNC,从节点伺服器接收到同步信号SYNC后会向主节点发送当前实际位置信息,由此主节点可以计算得到轮廓误差,轮廓误差即为实际位置点到当前插补线段的距离。
如图3所示,如果没有轮廓误差(即轮廓误差为零),则执行步骤A3。
如图4所示,如果轮廓误差较小(在误差允许范围内),则执行步骤A4。
如图5所示,如果误差较大(误差超过误差允许范围),则执行步骤A5。
步骤A3、图3中P为当前实际位置点,Pi为期望位置点。由步骤A1已经确定当前插补线段的目标速度,用Vi表示。直接通过该速度计算得到每个运动轴在下一个同步控制周期的给进量:ΔYi=TSYNC×VYi、ΔXi=TSYNC×VXi,其中VYi=Vi*sinθ、VXi=Vi*cosθ、θ为线段相对X轴逆时针角度,TSYNC为同步控制周期。将给进量叠加到当前实际位置上,得到新的插补目标位置点Pi+1(X+ΔXi,Y+ΔYi)。然后执行步骤A6。
步骤A4、图4中轮廓误差ei较小,直接将轮廓误差换算成各个轴的补偿值Δexi=-ei×sinθ、Δeyi=+ei×cosθ,其中正负号由实际点的位置确定,若当前实际位置点在线段上方说明上一同步控制周期中X轴运动相对滞后,则X轴补偿值为正,Y轴补偿值为负;若当前实际位置点在线段下方说明上一同步控制周期中Y轴运动相对滞后,则X轴补偿值为负,Y轴补偿值为正。
然后根据当前插补线段的目标速度Vi,计算得到每个运动轴在下一个同步控制周期的给进量:ΔYi=TSYNC×VYi、ΔXi=TSYNC×VXi,其中VYi=Vi*sinθ、VXi=Vi*cosθ、θ为线段相对X轴逆时针角度,TSYNC为同步控制周期。将给进量和补偿值叠加到当前实际位置上,得到新的插补目标位置点Pi+1(X+ΔXi+Δexi,Y+ΔYi+Δeyi)。然后执行步骤A6。
步骤A5、图5中轮廓误差ei较大,需要根据如步骤A4中所述的判断依据判断相对滞后的运动轴,图5中Y轴更滞后,将Y轴上一个同步控制周期的平均速度
Figure BDA0002480485470000081
作为下一个同步控制周期Y轴目标速度,ΔYi`为上一同步控制周期Y轴实际运动距离(实际给进量)。可以得到在下一个同步控制周期X轴与Y轴的给进量ΔYi=TSYNC×VYi`、
Figure BDA0002480485470000082
将轮廓误差ei乘以一个比例系数ratio,再换算成各个轴的补偿值Δexi=-ei×ratio×sinθ、Δeyi=+ei×ratio×cosθ,其中ratio为比例系数且ratio不大于1。该比例系数可以是确定的值,也可以是通过控制算法如PID、模糊控制等得到的一个随误差大小变化的系数。
当采用PID控制算法调节比例系数时,可以采用如下方式:具体采用PD算法
Figure BDA0002480485470000083
其中ei`为上一同步控制周期采集到的轮廓误差,kp为比例系数,kd=kp×Td,Td为微分时间常数,T为同步控制周期。
当采用模糊控制调节比例系数时,可以采用如下方式:将轮廓误差作为模糊控制器的输入量,模糊控制器把输入量进行模糊化并根据事先定好的模糊规则进行模糊决策,得到模糊控制量,最后通过解模糊得到最终的控制需要的比例系数。
相比于采用固定的比例系数,采用控制算法调节比例系数的方式,可以将比例系数与轮廓误差建立联系,根据轮廓误差本身或其变化确定合适的比例系数,避免对轮廓误差的调节过度,以保证快速精确的减小同步误差。
完成给进量计算后,将给进量和补偿值叠加到当前实际位置点上,得到新的插补目标位置Pi+1(X+ΔXi+Δexi,Y+ΔYi+Δeyi)。然后执行步骤A6。
步骤A6、主节点向各个从节点伺服器发送控制指令和上述步骤得到的插补目标位置。当指令被从节点伺服器接受到后,从节点伺服器会立即执行指令
步骤A7、等到下一个同步控制周期到来,再次执行步骤A2进行误差补偿。
如图6所示为整个误差补偿的CANopen通讯时序,在每个同步控制周期中,首先主节点广播发送同步周期信号,然后从节点伺服器向主节点发送实际位置信息,最后主节点向从节点伺服器发送控制指令与插补目标位置,执行完毕后进入等待,直至下一个同步控制周期到来后执行相同的操作。
本实施例通过误差补偿,减小了各轴的同步误差,如果误差补偿的比例系数使用自适应模糊控制算法或者自适应PID算法等优秀的控制算法得到,将更进一步提升对不同大小误差的补偿效果。通过此方法提升了CANopen多轴同步控制的精度。
在一实施例中,还提供了一种计算机设备,即一种基于CANopen协议的多轴同步误差补偿系统,该计算机设备作为主控制器可以是终端,其内部结构可以包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中,该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现上述一种基于CANopen协议的多轴同步误差补偿方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏,该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层,也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板,还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种基于CANopen协议的多轴同步误差补偿方法,用于控制多台伺服器的协同运行,其特征在于,所述CANopen协议包括主节点和从节点,所述主节点为主控制器,所述多台伺服器均作为从节点伺服器,所述基于CANopen协议的多轴同步误差补偿方法,包括:
步骤S1、主节点获取目标轨迹曲线并对目标轨迹曲线进行速度规划与粗插补处理,将目标轨迹曲线离散为连续的多个小直线段,各小直线段包含目标速度与距离信息;
步骤S2、主节点依次取小直线段作为当前插补线段;
步骤S3、主节点间隔发送同步信号至从节点伺服器,并接收各从节点伺服器返回的当前实际位置,计算当前实际位置到当前插补线段的距离作为轮廓误差,根据所述轮廓误差计算各从节点伺服器在下一个同步控制周期中的插补目标位置,如下:
a、若所述轮廓误差为零,则取当前插补线段包含的目标速度,并根据目标速度计算各从节点伺服器在下一个同步控制周期的给进量,将给进量叠加至对应从节点伺服器的当前实际位置上,得到各从节点伺服器在下一个同步控制周期中的插补目标位置;
b、若所述轮廓误差在误差允许范围内,则根据所述轮廓误差计算各从节点伺服器对应的补偿值,利用补偿值对各从节点伺服器的当前实际位置进行补偿,并取当前插补线段包含的目标速度,根据目标速度计算各从节点伺服器在下一个同步控制周期的给进量,将给进量叠加至各从节点伺服器补偿后的当前实际位置上,得到各从节点伺服器在下一个同步控制周期中的插补目标位置;
c、若所述轮廓误差超出误差允许范围,则取运动情况为滞后且滞后距离最大的从节点伺服器,将该从节点伺服器在上一个同步控制周期的平均速度作为下一个同步控制周期内该从节点伺服器的目标速度,以该从节点伺服器的目标速度计算各从节点伺服器在下一个同步控制周期的给进量;
并根据所述轮廓误差计算各从节点伺服器对应的补偿值,利用补偿值对各从节点伺服器的当前实际位置进行补偿,将给进量叠加至各从节点伺服器补偿后的当前实际位置上,得到各从节点伺服器在下一个同步控制周期中的插补目标位置;
步骤S4、主节点将计算得到的各从节点伺服器在下一个同步控制周期中的插补目标位置发送至对应从节点伺服器,并且周期性执行步骤S3直至从节点伺服器运动至当前插补线段的末端;
步骤S5、主节点判断当前插补线段是否为目标轨迹曲线中的最后一个小直线段,若是则完成并结束;若不是则重新执行步骤S2。
2.如权利要求1所述的基于CANopen协议的多轴同步误差补偿方法,其特征在于,所述步骤S3的第b点中根据所述轮廓误差计算各从节点伺服器对应的补偿值,包括:
取各从节点伺服器对应的补偿值为轮廓误差在各从节点伺服器控制的运动轴的运行方向上的分量。
3.如权利要求1所述的基于CANopen协议的多轴同步误差补偿方法,其特征在于,所述步骤S3的第b点中利用补偿值对各从节点伺服器的当前实际位置进行补偿,包括:
根据当前实际位置与当前插补线段的相对位置判断各从节点伺服器的运动情况,若从节点伺服器的运动情况为超前,则将该从节点伺服器的当前实际位置减去对应的补偿值;若从节点伺服器的运动情况为滞后,则将该从节点伺服器的当前实际位置加上对应的补偿值。
4.如权利要求1所述的基于CANopen协议的多轴同步误差补偿方法,其特征在于,所述步骤S3的第c点中根据所述轮廓误差计算各从节点伺服器对应的补偿值,包括:
将轮廓误差乘以比例系数得到比例误差;
取各从节点伺服器对应的补偿值为比例误差在各从节点伺服器控制的运动轴的运行方向上的分量。
5.如权利要求4所述的基于CANopen协议的多轴同步误差补偿方法,其特征在于,所述比例系数为不大于1的正数。
6.如权利要求1所述的基于CANopen协议的多轴同步误差补偿方法,其特征在于,所述步骤S3的第c点中利用补偿值对各从节点伺服器的当前实际位置进行补偿,包括:
根据当前实际位置与当前插补线段的相对位置判断各从节点伺服器的运动情况,若从节点伺服器的运动情况为超前,则将该从节点伺服器的当前实际位置减去对应的补偿值;若从节点伺服器的运动情况为滞后,则将该从节点伺服器的当前实际位置加上对应的补偿值。
7.一种基于CANopen协议的多轴同步误差补偿系统,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的基于CANopen协议的多轴同步误差补偿方法的步骤。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113268037A (zh) * 2021-04-23 2021-08-17 哈尔滨工业大学(深圳) 一种基于时间同步的多轴协同控制方法
CN116679621A (zh) * 2023-07-31 2023-09-01 南京德克威尔自动化有限公司 多轴同步运动控制系统及其控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0319586A1 (en) * 1987-06-24 1989-06-14 Fanuc Ltd. Involute interpolation speed control method
CN101526812A (zh) * 2008-03-07 2009-09-09 发那科株式会社 控制5轴加工装置的数值控制装置
CN103269187A (zh) * 2013-05-31 2013-08-28 南京工程学院 一种双电机同步控制系统及其控制方法
CN103326637A (zh) * 2013-05-28 2013-09-25 浙江工业大学 一种基于can总线的多电机控制方法
CN106200553A (zh) * 2016-08-03 2016-12-07 大连理工大学 随动与轮廓误差在线协同补偿方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0319586A1 (en) * 1987-06-24 1989-06-14 Fanuc Ltd. Involute interpolation speed control method
CN101526812A (zh) * 2008-03-07 2009-09-09 发那科株式会社 控制5轴加工装置的数值控制装置
CN103326637A (zh) * 2013-05-28 2013-09-25 浙江工业大学 一种基于can总线的多电机控制方法
CN103269187A (zh) * 2013-05-31 2013-08-28 南京工程学院 一种双电机同步控制系统及其控制方法
CN106200553A (zh) * 2016-08-03 2016-12-07 大连理工大学 随动与轮廓误差在线协同补偿方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113268037A (zh) * 2021-04-23 2021-08-17 哈尔滨工业大学(深圳) 一种基于时间同步的多轴协同控制方法
CN113268037B (zh) * 2021-04-23 2022-04-29 哈尔滨工业大学(深圳) 一种基于时间同步的多轴协同控制方法
CN116679621A (zh) * 2023-07-31 2023-09-01 南京德克威尔自动化有限公司 多轴同步运动控制系统及其控制方法
CN116679621B (zh) * 2023-07-31 2023-10-17 南京德克威尔自动化有限公司 多轴同步运动控制系统及其控制方法

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