一种非线性与线性传动同步方法、系统、设备及介质与流程 专利技术说明

控制;调节装置的制造及其应用技术1.本发明涉及电气控制技术领域，特别指一种非线性与线性传动同步方法、系统、设备及介质。背景技术：2.在电气控制技术领域，经常使用两个线性传动系统来同步两个机构的运动，而在某些特殊场景下无法使用传统线性传动系统的丝杆或齿轮进行传动，但仍然需要两个机构同步运动，例如受空间或扭矩限制的场景，此时就需要通过非线性传动系统和线性传动系统进行同步，即通过非线性传动系统实时改变电机侧转速，以保证工件侧匀速运动，进而使两个机构同步运动。3.传统上，虽然能通过非线性传动系统的凸轮来和线性系统进行同步，但需要绘制凸轮的凸轮表，以控制凸轮的运动，在不同位置进行同步无法使用同一张凸轮表，且主轴非旋转模式的正向与反向运动需要分别绘制一张凸轮表，使得非线性传动系统和线性传动系统的同步控制异常繁琐，效率低下。4.因此，如何提供一种非线性与线性传动同步方法、系统、设备及介质，实现提升非线性传动系统和线性传动系统同步控制的便捷性，成为一个亟待解决的技术问题。技术实现要素：5.本发明要解决的技术问题，在于提供一种非线性与线性传动同步方法、系统、设备及介质，实现提升非线性传动系统和线性传动系统同步控制的便捷性。6.第一方面，本发明提供了一种非线性与线性传动同步方法，包括如下步骤：7.步骤s1、plc对非线性传动系统进行2d解析，得到线性传动系统的工件侧速度、非线性传动系统的电机转速和时间的传动关系式；8.步骤s2、plc基于输入的工件侧速度，利用所述传动关系式计算各时间下的电机转速；9.步骤s3、plc基于计算的所述电机转速对非线性传动系统的伺服电机进行速度超调，以对非线性传动系统和线性传动系统的传动进行同步。10.进一步地，所述步骤s1中，所述传动关系式具体为：11.电机转速＝减速比*180*工件侧速度/(250*3.1415*sqrt(1-expt(工件侧速度*时间-178.0065)/250，2))。12.进一步地，所述步骤s2具体为：13.plc通过输入设备获取输入的工件侧速度，将所述工件侧速度实时代入传动关系式以计算各时间下的电机转速。14.进一步地，所述步骤s3具体为：15.plc控制非线性传动系统的伺服电机归位到水平位置，并对计时器的时间进行清零后，plc基于计算的各时间下的所述电机转速对伺服电机进行速度超调，同步通过计时器以10ms为周期进行时间采集，以对非线性传动系统和线性传动系统的传动进行同步。16.第二方面，本发明提供了一种非线性与线性传动同步系统，包括如下模块：17.传动关系式生成模块，用于plc对非线性传动系统进行2d解析，得到线性传动系统的工件侧速度、非线性传动系统的电机转速和时间的传动关系式；18.电机转速计算模块，用于plc基于输入的工件侧速度，利用所述传动关系式计算各时间下的电机转速；19.传动同步模块，用于plc基于计算的所述电机转速对非线性传动系统的伺服电机进行速度超调，以对非线性传动系统和线性传动系统的传动进行同步。20.进一步地，所述传动关系式生成模块中，所述传动关系式具体为：21.电机转速＝减速比*180*工件侧速度/(250*3.1415*sqrt(1-expt(工件侧速度*时间-178.0065)/250，2))。22.进一步地，所述电机转速计算模块具体用于：23.plc通过输入设备获取输入的工件侧速度，将所述工件侧速度实时代入传动关系式以计算各时间下的电机转速。24.进一步地，所述传动同步模块具体用于：25.plc控制非线性传动系统的伺服电机归位到水平位置，并对计时器的时间进行清零后，plc基于计算的各时间下的所述电机转速对伺服电机进行速度超调，同步通过计时器以10ms为周期进行时间采集，以对非线性传动系统和线性传动系统的传动进行同步。26.第三方面，本发明提供了一种非线性与线性传动同步设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现第一方面所述的方法。27.第四方面，本发明提供了一种非线性与线性传动同步介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面所述的方法。28.本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：29.通过plc对非线性传动系统进行2d解析，得到线性传动系统的工件侧速度、非线性传动系统的电机转速和时间的传动关系式，将输入的工件侧速度代入传动关系式即可计算各时间下的电机转速，进而基于计算的所述电机转速对非线性传动系统的伺服电机进行速度超调，以对非线性传动系统和线性传动系统的传动进行同步，即让工件侧保持匀速运动，无需像传统上绘制凸轮表，基于传动关系式即可快速计算并调节伺服电机的速度，进而极大的提升了非线性传动系统和线性传动系统同步控制的便捷性以及效率。30.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。附图说明31.下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。32.图1是本发明一种非线性与线性传动同步方法的流程图。33.图2是本发明一种非线性与线性传动同步系统的结构示意图。34.图3是本发明一种非线性与线性传动同步设备的结构示意图。35.图4是本发明一种非线性与线性传动同步介质的结构示意图。36.图5是本发明伺服电机侧转动角度和工件侧位移的关系示意图。具体实施方式37.本技术实施例通过提供一种非线性与线性传动同步方法、系统、设备及介质，实现提升非线性传动系统和线性传动系统同步控制的便捷性。38.本技术实施例中的技术方案，总体思路如下：通过plc对非线性传动系统进行2d解析，得到线性传动系统的工件侧速度、非线性传动系统的电机转速和时间的传动关系式，基于传动关系式即可快速计算并调节伺服电机的速度，以对非线性传动系统和线性传动系统的传动进行同步，进而提升非线性传动系统和线性传动系统同步控制的便捷性。39.实施例一40.本实施例提供一种非线性与线性传动同步方法，如图1、5所示，包括如下步骤：41.步骤s1、plc对非线性传动系统进行2d解析，得到线性传动系统的工件侧速度(垂直方向上的速度)、非线性传动系统的电机转速和时间的传动关系式；线性传动系统安装在非线性传动系统上，同步要求为非线性传动系统的工件侧上升或下降时，线性传动系统的工件侧同时下降或上升，以此保证线性传动系统上工件对地高度保持不变；42.步骤s2、plc基于输入的工件侧速度，利用所述传动关系式计算各时间下的电机转速；43.步骤s3、plc基于计算的所述电机转速对非线性传动系统的伺服电机进行速度超调，以对非线性传动系统和线性传动系统的传动进行同步。44.所述步骤s1中，所述传动关系式具体为：45.电机转速＝减速比*180*工件侧速度/(250*3.1415*sqrt(1-expt(工件侧速度*时间-178.0065)/250，2))。46.所述步骤s2具体为：47.plc通过输入设备获取输入的工件侧速度，将所述工件侧速度实时代入传动关系式以计算各时间下的电机转速。48.所述步骤s3具体为：49.plc控制非线性传动系统的伺服电机归位到水平位置，并对计时器的时间进行清零后，plc基于计算的各时间下的所述电机转速对伺服电机进行速度超调，同步通过计时器以10ms为周期进行时间采集，以对非线性传动系统和线性传动系统的传动进行同步；伺服电机内部不进行加减速设置，以防止加减速时间导致速度误差。50.即plc基于计时器采集的时间，在各时间点分别将伺服电机的电机转速调整到对应的计算值；由于速度超驰频率直接影响同步稳定性，因此plc为高性能plc。51.实施例二52.本实施例提供一种非线性与线性传动同步系统，如图2、5所示，包括如下模块：53.传动关系式生成模块，用于plc对非线性传动系统进行2d解析，得到线性传动系统的工件侧速度(垂直方向上的速度)、非线性传动系统的电机转速和时间的传动关系式；线性传动系统安装在非线性传动系统上，同步要求为非线性传动系统的工件侧上升或下降时，线性传动系统的工件侧同时下降或上升，以此保证线性传动系统上工件对地高度保持不变；54.电机转速计算模块，用于plc基于输入的工件侧速度，利用所述传动关系式计算各时间下的电机转速；55.传动同步模块，用于plc基于计算的所述电机转速对非线性传动系统的伺服电机进行速度超调，以对非线性传动系统和线性传动系统的传动进行同步。56.所述传动关系式生成模块中，所述传动关系式具体为：57.电机转速＝减速比*180*工件侧速度/(250*3.1415*sqrt(1-expt(工件侧速度*时间-178.0065)/250，2))。58.所述电机转速计算模块具体用于：59.plc通过输入设备获取输入的工件侧速度，将所述工件侧速度实时代入传动关系式以计算各时间下的电机转速。60.所述传动同步模块具体用于：61.plc控制非线性传动系统的伺服电机归位到水平位置，并对计时器的时间进行清零后，plc基于计算的各时间下的所述电机转速对伺服电机进行速度超调，同步通过计时器以10ms为周期进行时间采集，以对非线性传动系统和线性传动系统的传动进行同步；伺服电机内部不进行加减速设置，以防止加减速时间导致速度误差。62.即plc基于计时器采集的时间，在各时间点分别将伺服电机的电机转速调整到对应的计算值；由于速度超驰频率直接影响同步稳定性，因此plc为高性能plc。63.基于同一发明构思，本技术提供了实施例一对应的电子设备实施例，详见实施例三。64.实施例三65.本实施例提供了一种非线性与线性传动同步设备，如图3所示，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，可以实现实施例一中任一实施方式。66.由于本实施例所介绍的电子设备为实施本技术实施例一中方法所采用的设备，故而基于本技术实施例一中所介绍的方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的电子设备的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该电子设备如何实现本技术实施例中的方法不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本技术实施例中的方法所采用的设备，都属于本技术所欲保护的范围。67.基于同一发明构思，本技术提供了实施例一对应的存储介质，详见实施例四。68.实施例四69.本实施例提供一种非线性与线性传动同步介质，如图4所示，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可以实现实施例一中任一实施方式。70.由于本实施例所介绍的存储介质为实施本技术实施例一中方法所采用的存储介质，故而基于本技术实施例一中所介绍的方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的存储介质的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该存储介质如何实现本技术实施例中的方法不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本技术实施例中的方法所采用的存储介质，都属于本技术所欲保护的范围。71.本技术实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：72.通过plc对非线性传动系统进行2d解析，得到线性传动系统的工件侧速度、非线性传动系统的电机转速和时间的传动关系式，将输入的工件侧速度代入传动关系式即可计算各时间下的电机转速，进而基于计算的所述电机转速对非线性传动系统的伺服电机进行速度超调，以对非线性传动系统和线性传动系统的传动进行同步，即让工件侧保持匀速运动，无需像传统上绘制凸轮表，基于传动关系式即可快速计算并调节伺服电机的速度，进而极大的提升了非线性传动系统和线性传动系统同步控制的便捷性以及效率。73.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。74.本发明是参照本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。75.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。76.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。77.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。









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