CN113414769B - 柔性六自由度运动平台保护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种柔性六自由度运动平台保护方法，包括：在控制器内加入保护程序，实时监测反馈信号与控制信号；保护程序如果监测到反馈信号与控制信号有异常，则停止发送控制信号并继续对反馈信号进行监测；保护程序在震荡仍然持续时输出激励信号，激励所述柔性六自由度运动平台产生位移，提前结束震荡；待震荡结束后停止发送激励信号，使所述柔性六自由度运动平台返回激励前位置继续闭环或者等待。本发明能够及时使柔性六自由度运动平台恢复到闭环状态并防止震荡状态造成的运动平台硬件损坏。

Description

柔性六自由度运动平台保护方法
技术领域
本发明涉及一种柔性六自由度运动平台保护方法。
背景技术
在进行柔性六自由度运动平台定位精度调试时，为了实现较高的定位精度，通常控制器的控制带宽会调的很高。这时如果受到外界干扰或运动平台发生共振，会导致控制器闭环崩溃无法恢复到闭环状态或由于控制器不断发送控制信号使平台逐渐震荡。
然而，目前尚未有一种方法能够及时使柔性六自由度运动平台恢复到闭环状态并防止震荡状态造成的运动平台硬件损坏。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种柔性六自由度运动平台保护方法，其能够及时使柔性六自由度运动平台恢复到闭环状态并防止震荡状态造成的运动平台硬件损坏。
本发明提供一种柔性六自由度运动平台保护方法，该方法包括如下步骤：a.在控制器内加入保护程序，实时监测反馈信号与控制信号；b.保护程序如果监测到反馈信号与控制信号有异常，则停止发送控制信号并继续对反馈信号进行监测；c.保护程序在震荡仍然持续时输出激励信号，激励所述柔性六自由度运动平台产生位移，提前结束震荡；d.待震荡结束后停止发送激励信号，使所述柔性六自由度运动平台返回激励前位置继续闭环或者等待。
优选地，所述反馈信号为反馈装置反馈的柔性六自由度运动平台的位置信息，所述控制信号为在控制器末端加入保护程序后输出的控制信号。
优选地，所述的步骤a具体包括：
位置信息储存值逐点替换，对位置信息数组标准差σ进行计算，公式如下：
σ＝sqrt(((x1-x)2+(x2-x)2+……(xn-x)2)/n)
优选地，所述的步骤b具体包括：
将控制信号、计算得到的位置信息数组标准差分别设置安全范围，实时对比位置信息数组标准差是否超出设定阈值、控制信号是否过大。
优选地，所述的步骤b还包括：
如果超出安全范围，保护程序自动解除控制器的闭环状态，并自动或发出询问是否需要产生激励以平复震荡。
优选地，所述的步骤c包括：
闭环状态下，如果标准差过大产生震荡，则命令控制器解除闭环，变为开环状态。
优选地，所述的步骤c还包括：
开环状态下，如果标准差过大震荡仍然持续，则输出激励信号，激励柔性六自由度运动平台产生位移提前结束震荡。
本发明有益效果如下：其一，本发明在柔性六自由度运动平台定位精度调试过程中产生共振时，能够解除闭环状态并平复震荡状态；其二，本发明在柔性六自由度运动平台受外界干扰产生震荡时，能够解除闭环状态并平复震荡状态；其三，本发明在柔性六自由度运动平台控制闭环崩溃时，能够快速会发到未闭环式平台稳定状态；其四，本发明能够在共振、震荡状态下对平台硬件提供保护措施。
附图说明
图1为本发明柔性六自由度运动平台保护方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的柔性六自由度运动平台保护方法的运行环境示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
参阅图1所示，是本发明柔性六自由度运动平台保护方法较佳实施例的作业流程图。
请一并参阅图2，本发明实施例提供的柔性六自由度运动平台保护方法的运行环境，包括：控制器、致动器、柔性六自由度运动平台及反馈装置，其中，所述控制器包括控制所述柔性六自由度运动平台运动的控制算法。
步骤S1，在控制器内加入保护程序，实时监测反馈信号与控制信号。其中，所述反馈信号为反馈装置反馈的柔性六自由度运动平台的位置信息，所述控制信号为在控制器末端加入保护程序后输出的控制信号。
具体而言：
不断采集反馈装置反馈的位置信息并储存，储存数据量依据采样频率或控制周期而定。
在本实施例中，以3khz控制周期为例，位置信息储存数量为3000个。位置信息储存值逐点替换，对位置信息数组标准差σ进行计算，公式如下：
σ＝sqrt(((x1-x)2+(x2-x)2+……(xn-x)2)/n)。
其中，x1、x2...xn分别为第1次、第2次……第n次记录位置信息，n为记录的位置信息总数。
步骤S2，保护程序如果监测到反馈信号与控制信号有异常，则停止发送控制信号并继续对反馈信号进行监测。具体而言：
将控制信号、计算得到的位置信息数组标准差分别设置安全范围，实时对比位置信息数组标准差是否超出设定阈值、控制信号是否过大。如果超出安全范围，保护程序自动解除控制器的闭环状态，并自动或发出询问是否需要产生激励以平复震荡。
步骤S3，保护程序在震荡仍然持续时输出激励信号，激励所述柔性六自由度运动平台产生位移，提前结束震荡。具体而言：
在本实施例中，所述激励设置为闭环、开环两种状态下不同的处理方式，闭环状态下，如果标准差过大产生震荡，则命令控制器解除闭环，变为开环状态；开环状态下，如果标准差过大震荡仍然持续，则输出激励信号，激励柔性六自由度运动平台产生位移提前结束震荡。
步骤S4，待震荡结束后停止发送激励信号，使所述柔性六自由度运动平台返回激励前位置继续闭环或者等待。
本发明主要基于柔性六自由度运动平台发生震荡时会产生较大位移差以及较大的控制信号，利用这种现象在控制算法中加入保护程序。保护程序负责监控位置信息反馈装置信息与控制信号，通过算法识别柔性六自由度运动平台是否处于控制器崩溃、震荡状态。处于控制器崩溃、震荡状态下利用保护程序使控制器不再输出闭环的控制信号，让柔性六自由度运动平台逐渐趋于稳定。如果控制信号不再输出时震荡仍然持续，保护程序会针对震荡自由度产生一在安全行程范围内持续的激励信号，激励柔性六自由度运动平台产生位移提前结束震荡。震荡结束后停止发送激励信号，使柔性六自由度运动平台回到控制位置继续进行闭环控制或等待。
虽然本发明参照当前的较佳实施方式进行了描述，但本领域的技术人员应能理解，上述较佳实施方式仅用来说明本发明，并非用来限定本发明的保护范围，任何在本发明的精神和原则范围之内，所做的任何修饰、等效替换、改进等，均应包含在本发明的权利保护范围之内。

Claims (2)

1.一种柔性六自由度运动平台保护方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
a.在控制器内加入保护程序，实时监测反馈信号与控制信号；所述反馈信号为反馈装置反馈的柔性六自由度运动平台的位置信息，所述控制信号为在控制器末端加入保护程序后输出的控制信号；
b.保护程序如果监测到反馈信号与控制信号有异常，则停止发送控制信号并继续对反馈信号进行监测；
c.保护程序在震荡仍然持续时输出激励信号，激励所述柔性六自由度运动平台产生位移，提前结束震荡；
d.待震荡结束后停止发送激励信号，使所述柔性六自由度运动平台返回激励前位置继续闭环或者等待；
所述的步骤b包括：
将控制信号、计算得到的位置信息数组标准差分别设置安全范围，实时对比位置信息数组标准差是否超出设定阈值、控制信号是否过大；
如果超出安全范围，保护程序自动解除控制器的闭环状态，并自动或发出询问是否需要产生激励以平复震荡；
所述的步骤c包括：
闭环状态下，如果标准差过大产生震荡，则命令控制器解除闭环，变为开环状态；
开环状态下，如果标准差过大震荡仍然持续，则输出激励信号，激励柔性六自由度运动平台产生位移提前结束震荡。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤a具体包括：
位置信息储存值逐点替换，对位置信息数组标准差σ进行计算，公式如下：
σ＝sqrt(((x1-x)2+(x2-x)2+……(xn-x)2)/n)
其中，x1、x2…xn分别为第1次、第2次……第n次记录位置信息，n为记录的位置信息总数。
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