多轴油压摺床高精度平衡定位控制方法与装置

摘要

一种多轴油压摺床高精度平衡定位控制方法与装置。由于摺床除了精度要求准确之外，也希望各轴能相互保持平衡，若以传统之比例积分微分(PID)控制器来进行对多轴油压缸之控制，则存在着下列问题：一、由于PID控制器是属于一种单输入与输出(SISO)的控制器，面对摺床多轴的多输入多输出(MIMO)情况，PID控制器并不敷使用。二、PID控制器本身是一种线性控制器(LinearController)，而油压系统是一种非线性系统(Non LinearSystem)，且负载并随摺压铁板厚度不同而有所变化。本发明提供增益计划表比例积分微分控制器(Gain SchedulePID Controller)，针对多轴油压摺床之不同的线性区域做适当的高精度平衡定位控制；提供一种平衡增益补偿及预校正平衡补偿的方法来克服各轴运动时所产生的耦合现象，防止不平衡现象的发生；并提供一种目标追寻的方法来绝对抑制超越现象的产生；又提供一种压力计算公式，克服因不同板厚造成不同负载的影响。

主权项

1.一种多轴油压摺床高精度平衡定位控制方法,系 提供一种增益计划表比例积分微分控制器(Gain Schedule PID Controller),针对摺压过程不同的线性区域 做适当的控制,此增益计划表比例积分微分控制器 之制作步骤包括: (1)首先作速度规划,于油压控制的过程中,将整个 行程规划为快速区及慢速区,又由于油压的动作速 度的变化不能太剧烈,因此在快速区至慢速区之间 ,及在慢速区至停止之间,设有减速段,来缓和速度 的变化; (2)作PID循迹控制(PID Tracking),将速度命令改为位置 命令,以绝对抑制超越现象的产生,其函数关系式 如下: POS-CMD=VEL2POS(INIT-POS,SPEED,DELTA-T)……………………( 1) 或POS-CMD=INIT-POS+SPEED* DELTA-T ……………………… ……(1') 其中: VEL2POS:速度位置转换 POS-CMD:位置命令 INIT-POS:初始位置 SPEED:速度命令 DELTA-T:控制的周期时间 然后,将位置命令与光学尺回馈回来之位置作比较 : ERROR=POS-CMD-NOW-POS…… (2) 其中: ERROR:误差量 NOW-POS:目前位置 最后,PID控制器作即时计算出输出控制量,控制各 轴比例流量阀来达到循迹的目的,其关系式如下: U=PID(ERROR,SUM(ERROR),DELTA-ERROR,P,I,D)………………… ……(3) 或U=ERROR*P+SUM(ERROR)*I+DELTA- ERROR*D……………(3') 其中: PID:PID控制器 U:输出控制量 P:比例增益 I:积分增益 D:微分增益 SUM(ERROR):误差累积 DELTA ERROR:误差变化 (3)完成此增益计划表比例积分微分(PID)控制器,其 参数的谐调原则为,当位于快速区时,控制要求是 动作顺畅,要用较小增益达成;位于慢速区时,控制 要求是动作顺畅外,精度也需准确,要用较大增益 来完成;当位于慢速减速段时,其控制要求是精度 绝对准确,所以要用最大增益来完成。2.一种多轴 油压摺床高精度平衡定位控制方法,系提供一种平 衡增益补偿装置来克服两油压缸因本身特性不同 及外在干扰所造成的不平衡现像,此方法是将两轴 依彼此位置差异相互等待或追寻的方式,在运动过 程中即时作校正,透过两轴差异,来即时校正双轴 的输出控制量达到同步。3.一种多轴油压摺床高 精度平衡定位控制方法,系提供一种预校正平衡补 偿,若两轴因起始位置不同,而造成误差过大,则于 油压缸开始运动: V1=PRE-BALANCE(V,Y1,Y2)………………………………… …(4) V2=PRE-BALANCE(V,Y1,Y2)………………………………… …(5) 或设定为,若Y1>Y2: V1=PRE-BALANCE(V,Y1,Y2)=V………………………………… …(4') V2=PRE-BALANCE(V,Y1,Y2)=V*Y1/Y2…………………………… ……(5') 若Y1