跟隨階段是玻璃切割機(jī)切割過(guò)程中調(diào)高器實(shí)際工作的階段,即控制切割頭與被切割物體相對(duì)高度等于預(yù)設(shè)值不變,使切割頭跟隨被切割物體的起伏而移動(dòng)。
跟隨階段的流程:進(jìn)入跟隨狀態(tài)后,系統(tǒng)以1ms為周期,每個(gè)周期采樣一次,進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換和計(jì)算,并檢測(cè)停止信號(hào)狀態(tài)。為了確保電容頭不發(fā)生撞擊事故,需要加入對(duì)正位置限位和偏差限位功能。對(duì)正位置限位即忽略頻率值反饋信號(hào),而只根據(jù)伺服編碼器反饋確定伺服電機(jī)的對(duì)正位置,并對(duì)其對(duì)正位置進(jìn)行限位保護(hù),從而防范電容頭運(yùn)動(dòng)超限后撞擊被切割物體。偏差限位即檢測(cè)頻率值反饋對(duì)應(yīng)的實(shí)際位置與設(shè)定位置偏差,當(dāng)偏差大于閾值超過(guò)設(shè)定時(shí)間時(shí),使伺服停轉(zhuǎn)并報(bào)錯(cuò)。
根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,由于電容本身以及微電容檢測(cè)電路的特性,標(biāo)定過(guò)程測(cè)得的頻率-距離曲線不是線性關(guān)系,其變化率隨高度的減小而增大。而PID控制的基本原理是根據(jù)反饋值與設(shè)定值之差決定運(yùn)動(dòng)控制器的輸出,即偏差值越大,輸出越大,電機(jī)運(yùn)動(dòng)越快。在本系統(tǒng)中,反饋值即為微電容檢測(cè)電路輸出的頻率值,因此在高度偏差相等的情況下,電容頭高度越小,頻率偏差越大,運(yùn)動(dòng)控制器輸出越大,電機(jī)運(yùn)動(dòng)越快。
為了解決這個(gè)問(wèn)題,需要將標(biāo)定過(guò)程獲得的頻率-距離曲線線性化,將頻率值轉(zhuǎn)化為高度值,然后使用轉(zhuǎn)化后的高度值作為反饋量,從而使運(yùn)動(dòng)控制器輸出近似線性。在玻璃切割機(jī)實(shí)際跟隨過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)控制器每次采樣之后,先查表,確定測(cè)得的頻率值落在哪兩個(gè)采樣點(diǎn)之間,之后將h作為反饋值,與設(shè)定跟隨高度配合,用于PID計(jì)算,便可保障運(yùn)動(dòng)控制器輸出接近線性。

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