【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器人控制，尤其涉及一种工业机器人控制过程给定控制方法、装置及控制系统。
技术介绍
1、在工业过程控制实践中，工业控制研究人员专利技术出一种工速型工程最速比例-积分(accelerated engineering fastest proportional-integral，aefpi)控制器，相对传统常用比例-积分(proportional-integral，pi)控制器的控制性能，有大幅提升。aefpi适合单独使用。
2、实践中发现，aefpi控制的过程超调量较大，这是aefpi控制的固有特性。但有些系统不允许出现较大的过程超调，如工业机器人关节力控制系统，通常通过在过程给定端接入一个一阶惯性滤波器(first order inertial filter，foif)对抑制过程超调有较好的作用。然而，这种简单的处理方法明显降低了aefpi控制的调节性能。
3、因此，亟需一种工业机器人控制过程给定控制策略，从而解决aefpi控制的调节性能低的问题。
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供一种工业机器人控制过程给定控制方法、装置及控制系统，以解决aefpi控制的调节性能低的问题。
2、为了解决上述问题，本专利技术一实施例提供一种工业机器人控制过程给定控制方法，包括：
3、获取过程给定信号；
4、将所述过程给定信号输入至微分器中，获得微分信号；
5、将所述微分信号输入至二阶惯性滤波器中，获得二阶惯性滤波
6、将所述二阶惯性滤波信号输入至负比例控制器，获得负比例控制信号；
7、将所述过程给定信号和负比例控制信号输入至加法器中，输出工业机器人关节力控制系统过程给定。
8、作为上述方案的改进，所述过程给定信号，具体为：工业机器人关节力控制系统的过程给定信号。
9、作为上述方案的改进，所述工业机器人关节力控制系统过程给定，满足以下条件：
10、
11、式中，faefcspg(s)为工业机器人关节力控制系统过程给定的拉普拉斯传递函数；fnpco(s)为负比例控制器的拉普拉斯传递函数，knpco为负比例控制器的增益，单位为无量纲；fsoif(s)为二阶惯性滤波器的拉普拉斯传递函数，tsoif为二阶惯性滤波器的时间常数，单位为ms；fcd(s)为常规微分器的拉普拉斯传递函数；tcd为常规微分器的时间常数，单位为ms。
12、作为上述方案的改进，所述微分器，满足以下条件：
13、
14、式中，fcd(s)为微分器的拉普拉斯传递函数；tcd为常规微分器的时间常数，单位为毫秒。
15、作为上述方案的改进，所述二阶惯性滤波器，满足以下条件：
16、
17、式中，fsoif(s)为二阶惯性滤波器的拉普拉斯传递函数；tsoif为二阶惯性滤波器的时间常数，单位为ms；数量上，tsoif＝0.77tcd。
18、作为上述方案的改进，所述负比例控制器，满足以下条件：
19、fnpco(s)＝-knpco
20、式中，fnpco(s)为负比例控制器的拉普拉斯传递函数；knpco为比例控制器的增益，单位为无量纲。
21、相应的，本专利技术一实施例还提供了一种工业机器人控制过程给定控制装置，包括：数据获取模块、微分模块、滤波模块、控制模块和输出模块；
22、所述数据获取模块，用于获取过程给定信号；
23、所述微分模块，用于将所述过程给定信号输入至微分器中，获得微分信号；
24、所述滤波模块，用于将所述微分信号输入至二阶惯性滤波器中，获得二阶惯性滤波信号；
25、所述控制模块，用于将所述二阶惯性滤波信号输入至负比例控制器，获得负比例控制信号；
26、所述输出模块，用于将所述过程给定信号和负比例控制信号输入至加法器中，输出工业机器人关节力控制系统过程给定。
27、相应的，本专利技术一实施例还提供了一种工业机器人关节力的最速控制系统，包括：工业机器人控制过程给定控制装置、反馈单元、加速型工程最速比例-积分控制器、过程装置；其中，所述工业机器人控制过程给定控制装置应用于如本专利技术所述的工业机器人控制过程给定控制方法；
28、所述工业机器人控制过程给定控制装置的输入端接入过程给定信号，所述工业机器人控制过程给定控制装置的输出端与所述反馈单元连接，所述反馈单元的输出端与所述加速型工程最速比例-积分控制器的输入端连接，所述加速型工程最速比例-积分控制器的输出端与所述过程装置连接，所述过程装置的输出端与所述反馈单元连接，形成闭环反馈。
29、作为上述方案的改进，所述加速型工程最速比例-积分控制器，满足以下条件：
30、faefpi(s)＝kaefpi[1+faefi(s)],
31、
32、
33、taefi＝taeftf
34、式中，faefpi(s)为aefpi的传递函数，kaefpi串级比例控制增益，单位为无量纲；faefi(s)为加速型工程最速积分器的传递函数，faeftf(s)为加速型工程最速跟踪滤波器的传递函数；taefi为aefi的时间常数，单位为ms；taeftf为aeftf的时间常数，单位为ms；n为阶次，单位无量纲；i和l为过程变量，均为正整数；数量上taefi＝taeftf。
35、作为上述方案的改进，所述过程装置具体为：伺服电动机；实时伺服电动机满足以下条件：
36、
37、式中，p:sm(s)为伺服电动机的传递函数，s为拉普拉斯算子，ksm为伺服电动机增益，单位为无量纲；tsm1和tsm2分别为伺服电动机时间常数，单位为ms。
38、由上可见，本专利技术具有如下有益效果：
39、本专利技术提供了一种工业机器人控制过程给定控制方法，获取过程给定信号；将所述过程给定信号输入至微分器中，获得微分信号；将所述微分信号输入至二阶惯性滤波器中，获得二阶惯性滤波信号；将所述二阶惯性滤波信号输入至负比例控制器，获得负比例控制信号；将所述过程给定信号和负比例控制信号输入至加法器中，输出工业机器人关节力控制系统过程给定。本专利技术与在过程给定端接入一个一阶惯性滤波器的方法相比，有利于显著提高了加速型工程最速比例-积分控制的调节性能。本专利技术采用微分、滤波和负比例控制的技术手段，可以实现工业机器人的精确力控制。这种控制方法的有益效果包括提高工业机器人的精度和效率，增强系统的稳定性和可靠性，同时也促进了相关技术的研究和应用。
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1.一种工业机器人控制过程给定控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的工业机器人控制过程给定控制方法，其特征在于，所述过程给定信号，具体为：工业机器人关节力控制系统的过程给定信号。
3.根据权利要求2所述的工业机器人控制过程给定控制方法，其特征在于，所述工业机器人关节力控制系统过程给定，满足以下条件：
4.根据权利要求3所述的工业机器人控制过程给定控制方法，其特征在于，所述微分器，满足以下条件：
5.根据权利要求4所述的工业机器人控制过程给定控制方法，其特征在于，所述二阶惯性滤波器，满足以下条件：
6.根据权利要求5所述的工业机器人控制过程给定控制方法，其特征在于，所述负比例控制器，满足以下条件：
7.一种工业机器人控制过程给定控制装置，其特征在于，包括：数据获取模块、微分模块、滤波模块、控制模块和输出模块；
8.一种工业机器人关节力的最速控制系统，其特征在于，包括：工业机器人控制过程给定控制装置、反馈单元、加速型工程最速比例-积分控制器、过程装置；其中，所述工业机器人控制过程给定控
9.根据权利要求8所述的工业机器人关节力的最速控制系统，其特征在于，所述加速型工程最速比例-积分控制器，满足以下条件：
10.根据权利要求9所述的工业机器人关节力的最速控制系统，其特征在于，所述过程装置具体为：伺服电动机；实时伺服电动机满足以下条件：
...【技术特征摘要】
1.一种工业机器人控制过程给定控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的工业机器人控制过程给定控制方法，其特征在于，所述过程给定信号，具体为：工业机器人关节力控制系统的过程给定信号。
3.根据权利要求2所述的工业机器人控制过程给定控制方法，其特征在于，所述工业机器人关节力控制系统过程给定，满足以下条件：
4.根据权利要求3所述的工业机器人控制过程给定控制方法，其特征在于，所述微分器，满足以下条件：
5.根据权利要求4所述的工业机器人控制过程给定控制方法，其特征在于，所述二阶惯性滤波器，满足以下条件：
6.根据权利要求5所述的工业机器人控制过程给定控制方法，其特征在于，所述负比例控制器，满足以下...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈锦攀，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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