CN113867273B - 针对运动控制系统改善被控设备速度异常突变的控制方法、装置、处理器及其存储介质 - Google Patents

针对运动控制系统改善被控设备速度异常突变的控制方法、装置、处理器及其存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种针对运动控制系统改善被控设备速度异常突变的控制方法,包括判断是否为Normal状态,如果是,则进入Normal状态,根据上下行数据统计下发运动控制信息数;否则,进入Bad状态,根据进入Bad状态的时间计算并进行补偿;记录时间t2和发送运动控制信息数num;写入数据,并更新状态。本发明还涉及一种解决运动控制系统被控设备速度异常突变的装置、处理器及计算机可读存储介质。采用了本发明的针对运动控制系统改善被控设备速度异常突变的控制方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质,通过改善下位机获取运动控制信息的方式避免下位机无控制信息发给被控设备的情况,从而避免被控设备速度异常突变。

Description

针对运动控制系统改善被控设备速度异常突变的控制方法、 装置、处理器及其存储介质
技术领域
本发明涉及数控系统领域,尤其涉及机床控制及运动控制领域,具体是指一种针对运动控制系统改善被控设备速度异常突变的控制方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质。
背景技术
当前数控系统普遍采取上位机(PC机)和下位机(如控制器LD21B)相连接双向通讯的方式,下位机再和被控设备(如EX35_1)相连接,示意图如图1。上位机把运动控制信息(比如速度)发送给下位机,下位机收到运动控制信息后作相应的处理,通常是控制器把本级加工处理后的运动控制信息继续往下一级传输给要控制的设备,比如LD21B传给EX35_1,控制器把信息发送给被控设备之后会把这个信息反馈上报给上位机。上述这样的通讯以一定的时间周期反复操作。
上面这样的控制系统,如果整个通讯链路时时刻刻是没有阻塞和通畅的,那么被控设备会以预期设定的速度正常运行。
但是,往往因为各种各样的因素会导致上位机和控制器之间的通讯阻塞,比如上位机软件本身的卡顿延迟,下位机软件的延迟,数据流超过上位机和下位机之间的带宽等。对于这种情况一般采取下位机增加缓冲区储存一定时间的运动控制信息,在系统运行初期上位机一次性把下位机缓冲区填满,从而弥补系统运行过程中偶尔卡顿导致控制器无法及时获取上位机的运动信息导致被控设备的速度跳变。
上面的缓冲区机制能在大多数情况下缓解和改善下位机不能获取上位机运动控制信息的情况。由于其它条件限制,缓冲区往往不能无限制的增大,只能是一个合适的大小。当整个系统运行时间较长,虽然系统可能只是偶尔一小段时间卡顿,但所有的一小段时间累积起来时间就会较长,这个较长时间内如果控制器消耗的控制信息超过缓冲区储存的量,到了系统运行后期,由于缓冲区里的数据接近空,所以运行后期系统的偶尔卡顿可能就会导致控制器无控制信息发送给被控设备,被控设备的运动速度就会存在从较高速度突然停止的现象。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点,提供了一种满足操作简便、精准度高、适用范围较为广泛的针对运动控制系统改善被控设备速度异常突变的控制方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质。
为了实现上述目的,本发明的针对运动控制系统改善被控设备速度异常突变的控制方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质如下:
该针对运动控制系统改善被控设备速度异常突变的控制方法,其主要特点是,所述的方法包括以下步骤:
(1)进行卡顿检测并开始执行,记录时间t0;
(2)读取上行数据,记录时间t1;
(3)读取反馈数据,并更新状态;
(4)判断是否为Normal状态,如果是,则继续步骤(5);否则,继续步骤(6);
(5)进入Normal状态,根据上下行数据统计下发运动控制信息数,继续步骤(7);
(6)进入Bad状态,根据进入Bad状态的时间计算并进行补偿;
(7)记录时间t2和发送运动控制信息数num;
(8)写入数据,并更新状态,结束步骤。
较佳地,所述的步骤(5)具体包括以下步骤:
进入Normal状态,向控制器发送数据,发送运动控制信息数,根据SN号统计并计算下发运动控制信息数,继续步骤(7)。
较佳地,所述的步骤(6)具体包括以下步骤:
进入Bad状态,向控制器发送数据,发送运动控制信息数据,根据进入Bad状态的时间进行计算。
较佳地,所述的步骤(6)中进入Bad状态后进行补偿,具体包括以下步骤:
(6.1)记录当前时刻到全局变量gt
(6.2)在写入操作前计算总时间差td
(6.3)计算运动控制信息数。
较佳地,所述的步骤(6.3)中计算运动控制信息数,具体为:
根据以下公式计算运动控制信息数Compensate:
Compensate=td/T–nd
其中,td为写入操作前计算总时间差,nd为在td时间内下发的有效运动控制信息为,T 为通讯周期为。
较佳地,所述的Normal状态的情况下,上下行数据读写正常;所述的Bad状态的情况下,上行或下行数据读写有延迟。
该用于针对运动控制系统改善被控设备速度异常突变的控制装置,其主要特点是,所述的装置包括:
处理器,被配置成执行计算机可执行指令;
存储器,存储一个或多个计算机可执行指令,所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时,实现上述的针对运动控制系统改善被控设备速度异常突变的控制方法的各个步骤。
该用于针对运动控制系统改善被控设备速度异常突变的处理器,其主要特点是,所述的处理器被配置成执行计算机可执行指令,所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时,实现上述的针对运动控制系统改善被控设备速度异常突变的控制方法的各个步骤。
该计算机可读存储介质,其主要特点是,其上存储有计算机程序,所述的计算机程序可被处理器执行以实现上述的针对运动控制系统改善被控设备速度异常突变的控制方法的各个步骤。
采用了本发明的针对运动控制系统改善被控设备速度异常突变的控制方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质,改善上位机和下位机由于通讯不畅导致的下位机无法及时获取上位机的运动控制信息的问题。本发明通过改善下位机获取运动控制信息的方式避免下位机无控制信息发给被控设备的情况,从而避免被控设备速度异常突变。
附图说明
图1为现有技术的通信连接图。
图2为本发明的针对运动控制系统改善被控设备速度异常突变的控制方法的流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容,下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
本发明的该针对运动控制系统改善被控设备速度异常突变的控制方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质,其中包括以下步骤:
(1)进行卡顿检测并开始执行,记录时间t0;
(2)读取上行数据,记录时间t1;
(3)读取反馈数据,并更新状态;
(4)判断是否为Normal状态,如果是,则继续步骤(5);否则,继续步骤(6);
(5)进入Normal状态,根据上下行数据统计下发运动控制信息数,继续步骤(7);
(6)进入Bad状态,根据进入Bad状态的时间计算并进行补偿;
(7)记录时间t2和发送运动控制信息数num;
(8)写入数据,并更新状态,结束步骤。
作为本发明的优选实施方式,所述的步骤(5)具体包括以下步骤:
进入Normal状态,向控制器发送数据,发送运动控制信息数,根据SN号统计并计算下发运动控制信息数,继续步骤(7)。
作为本发明的优选实施方式,所述的步骤(6)具体包括以下步骤:
进入Bad状态,向控制器发送数据,发送运动控制信息数据,根据进入Bad状态的时间进行计算。
作为本发明的优选实施方式,所述的步骤(6)中进入Bad状态后进行补偿,具体包括以下步骤:
(6.1)记录当前时刻到全局变量gt
(6.2)在写入操作前计算总时间差td
(6.3)计算运动控制信息数。
作为本发明的优选实施方式,所述的步骤(6.3)中计算运动控制信息数,具体为:
根据以下公式计算运动控制信息数Compensate:
Compensate=td/T–nd
其中,td为写入操作前计算总时间差,nd为在td时间内下发的有效运动控制信息为,T 为通讯周期为。
作为本发明的优选实施方式,所述的Normal状态的情况下,上下行数据读写正常;所述的Bad状态的情况下,上行或下行数据读写有延迟。
本发明的该用于针对运动控制系统改善被控设备速度异常突变的控制装置,其中所述的装置包括:
处理器,被配置成执行计算机可执行指令;
存储器,存储一个或多个计算机可执行指令,所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时,实现上述的针对运动控制系统改善被控设备速度异常突变的控制方法的各个步骤。
本发明的该用于针对运动控制系统改善被控设备速度异常突变的处理器,其中所述的处理器被配置成执行计算机可执行指令,所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时,实现上述的针对运动控制系统改善被控设备速度异常突变的控制方法的各个步骤。
本发明的该计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述的计算机程序可被处理器执行以实现上述的针对运动控制系统改善被控设备速度异常突变的控制方法的各个步骤。
本发明的具体实施方式中,针对上下位机通讯不可靠,采取一种运动控制信息及时补偿的策略,该策略会及时检测系统的一段时间内的卡顿情况,并能精确计算卡顿持续时间,等待系统通讯通畅时补发前面系统卡顿时间段内应发而错过的运动控制信息发送条数。
本发明采取一种运动控制信息及时补偿的策略,该策略会及时检测系统的一段时间内的卡顿情况,并能精确计算卡顿持续时间,等待系统通讯通畅时补发前面系统卡顿时间段内应发而错过的运动控制信息发送条数,下面是本发明的一种具体实现工作流程:
设计两个系统状态来描述上位机与下位机通讯不可靠的场景。在不同状态下系统下发运动控制信息的策略是不一样的,在Bad状态下的策略是写补偿策略。
Normal状态:
此状态下,上下行数据读写正常,系统根据上下行数据(SN号)来统计下发运动控制信息数。
Bad状态:
此状态标识上行或下行数据读写有延迟现象(时间阈值),需要在写操作时,按时间进行补偿。
系统通过时间补偿方案针对Bad状态进行补偿。
1)一旦进入Bad状态,记录当前时刻到全局变量gt
2)之后每次写操作前计算总时间差td=tcurrent-gt
3)假如在td时间内下发的有效运动控制信息为nd,通讯周期为T;
4)那么本次要补发的运动控制信息数为:compensate=td/T-nd
本发明的实施例在相同硬件环境和软件环境下,原方案基本上3套系统运行24小时就能出现速度突变。其它条件和环境不变的情况下,导入该发明设计的方案之后,3套系统运行6×24小时未出现速度突变。
本实施例的具体实现方案可以参见上述实施例中的相关说明,此处不再赘述。
可以理解的是,上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考,在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是,在本发明的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外,在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行装置执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,相应的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外,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模块中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
采用了本发明的针对运动控制系统改善被控设备速度异常突变的控制方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质,改善上位机和下位机由于通讯不畅导致的下位机无法及时获取上位机的运动控制信息的问题。本发明通过改善下位机获取运动控制信息的方式避免下位机无控制信息发给被控设备的情况,从而避免被控设备速度异常突变。
在此说明书中,本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是,很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此,说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (7)

1.一种针对运动控制系统改善被控设备速度异常突变的控制方法,其特征在于,所述的方法包括以下步骤:
(1)进行卡顿检测并开始执行,记录时间t0;
(2)读取上行数据,记录时间t1;
(3)读取反馈数据,并更新状态;
(4)判断是否为Normal状态,如果是,则继续步骤(5);否则,继续步骤(6);
(5)进入Normal状态,根据上下行数据统计下发运动控制信息数,继续步骤(7);
(6)进入Bad状态,根据进入Bad状态的时间计算并进行补偿;
(7)记录时间t2和发送运动控制信息数num;
(8)写入数据,并更新状态,结束步骤;
所述的系统在Normal状态下,根据SN号来统计下发运动控制信息数;
所述的步骤(6)中进入Bad状态后进行补偿,具体包括以下步骤:
(6.1)记录当前时刻到全局变量gt
(6.2)在写入操作前计算总时间差td
(6.3)计算运动控制信息数;
所述的步骤(6.3)中计算运动控制信息数,具体为:
根据以下公式计算运动控制信息数Compensate:
Compensate=td/T–nd
其中,td为写入操作前计算总时间差,nd为在td时间内下发的有效运动控制信息为,T为通讯周期。
2.根据权利要求1所述的针对运动控制系统改善被控设备速度异常突变的控制方法,其特征在于,所述的步骤(5)具体包括以下步骤:
进入Normal状态,向控制器发送数据,发送运动控制信息数,根据SN号统计并计算下发运动控制信息数,继续步骤(7)。
3.根据权利要求1所述的针对运动控制系统改善被控设备速度异常突变的控制方法,其特征在于,所述的步骤(6)具体包括以下步骤:
进入Bad状态,向控制器发送数据,发送运动控制信息数据,根据进入Bad状态的时间进行计算。
4.根据权利要求1所述的针对运动控制系统改善被控设备速度异常突变的控制方法,其特征在于,所述的Normal状态的情况下,上下行数据读写正常;所述的Bad状态的情况下,上行或下行数据读写有延迟。
5.一种用于针对运动控制系统改善被控设备速度异常突变的控制装置,其特征在于,所述的装置包括:
处理器,被配置成执行计算机可执行指令;
存储器,存储一个或多个计算机可执行指令,所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时,实现权利要求1至4中任一项所述的针对运动控制系统改善被控设备速度异常突变的控制方法的各个步骤。
6.一种用于针对运动控制系统改善被控设备速度异常突变的处理器,其特征在于,所述的处理器被配置成执行计算机可执行指令,所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时,实现权利要求1至4中任一项所述的针对运动控制系统改善被控设备速度异常突变的控制方法的各个步骤。
7.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其上存储有计算机程序,所述的计算机程序可被处理器执行以实现权利要求1至4中任一项所述的针对运动控制系统改善被控设备速度异常突变的控制方法的各个步骤。
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