Verfahren zum Steuern des Positionierens eines Aktuators mit einem Wellgetriebe

Verfahren zur Positionssteuerung eines Aktuators (1), in dem eine Ausgangsrotation eines Motors (2) über ein Wellgetriebe (3) reduziert und die Ausgangsrotation an eine Lastwelle (7) ausgegeben wird, und die Positionierung der Lastwelle (7) basierend auf einer Rotationsposition und der Drehzahl eine...

Ausführliche Beschreibung

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Bibliographische Detailangaben
Hauptverfasser: Sasaki, Kozo, Okitsu, Yoshifumi, Kato, Yuki, Iwasaki, Makoto
Format: Patent
Sprache:ger
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Beschreibung
Zusammenfassung:Verfahren zur Positionssteuerung eines Aktuators (1), in dem eine Ausgangsrotation eines Motors (2) über ein Wellgetriebe (3) reduziert und die Ausgangsrotation an eine Lastwelle (7) ausgegeben wird, und die Positionierung der Lastwelle (7) basierend auf einer Rotationsposition und der Drehzahl einer Motorwelle (5) des Motors (2) gesteuert wird, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es einschließt:Durchführen einer nicht-linearen elastischen Kompensation, um eine Reduktion der Genauigkeit, mit der die Positionierung der Lastwelle (7) gesteuert wird, wie sie durch nicht-elastische Deformation in Reaktion auf eine Drehmomentbelastung des Wellgetriebes (3) verursacht wird, zu verhindern; undbei der nicht-linearen elastischen KompensationKonstruieren eines Betriebsmodells, das unter Benutzung einer strengen Linearisierungstechnik des zu steuernden Aktuators (1) linearisiert worden ist, und Definieren der Linearisierungsrückkopplung α(x) und der Eingangskonversion β(x) sowie der Eigenschaften des Expansionssystems vom Eingangswert v zum Ausgangswert y gemäß den Formeln (A), (B) und (C):[Formel A]α(x)⋅x=−JmJlNDgKt{1Jlddtτg(θtm)−(Dl+DgJl2+DgJmJlN2)τg(θtw)                +((Dl+Dg)2Jl2+Dg2JmJlN2)ωl−(DlDg+Dg2Jl2N+DmDgN2+Dg2JmJlN3)ωm}[Formel B]β(x)⋅v=JmJlNDgKtv[Formel C]d3ydt3=vMessen der nicht-linearen elastischen Deformation in Reaktion auf eine Drehmomentbelastung des Wellgetriebes (3);Definieren eines nicht-linearen elastischen Modells τg(θtw) unter Benutzung eines kubischen Polynoms, wie in Formel (D) gezeigt, wobei die Konstante als Null definiert ist, um es zu ermöglichen, die Messresultate zu reproduzieren;[Formel D]τg(θtw)=Kg3θtw3+Kg2θtw2+Kg1θtwund Eingeben des in das Betriebsmodell eingegebenen Stroms und der Motorposition des Betriebsmodells als Vorwärtssteuerungsbefehlsstrom bzw. Vorwärtssteuerungsmotorpositionierungsbefehl in ein Steuersystem mit halbgeschlossenem Regelkreis zum Steuern des Positionierens der Lastwelle, wenn der Befehlswert ein Lastbeschleunigungsbefehl ist. A method for controlling positioning of an actuator having a wave gear device uses an exact linearization technique to compensate effects relative to positioning control of a load shaft caused by the non-linear spring characteristics of the wave gear device. A plant model is constructed from the actuator, and linearized using the exact linearization technique; measurements are taken of non-linear elastic deformation of the wave gear device relative to load torque; the