用于龍門架行走機構的雙驅智能同步方法
龍門架行走機構通常應用于工業機器人，例如焊接機器人、激光切割機器人等，龍門架行走機構包括兩條平行的縱梁以及跨設在兩條縱梁上的行走橫梁，行走橫梁的兩端分別設有構造相同的**驅動機構和第二驅動機構，**驅動機構和第二驅動機構能夠驅動行走橫梁在兩條縱梁上行走，工業機器人安裝在行走橫梁上，跟隨行走橫梁行走。
雖然**驅動機構和第二驅動機構采用相同的傳動裝置和控制方法，但往往因為機械加工制造誤差及**驅動機構和第二驅動機構之間的動態耦合導致載荷波動，極易造成驅動系統失衡，引發**驅動機構和第二驅動機構不同步現象，影響加工精度。
**驅動機構和第二驅動機構的同步控制(下稱雙驅同步控制)，不僅要保證單軸(驅動機構通常為電機，通過電機輸出軸輸出動力)的準確控制，使單軸具備較快的跟隨響應性和較好的抗干擾性，又要實現雙軸之間的同步配合，其所需要的高精度和高穩定性也相應對雙驅系統的同步性能及其控制技術提出了更高的要求。由于雙驅同步控制技術還未完全形成系統的理論作為研究依據，因此對于雙驅同步控制的同步性能的研究有意義重大。
在雙驅同步控制系統中，同步是指**驅動機構和第二驅動機構的運動速度保持一致。傳統的雙驅同步控制主要采用機械總軸同步的方式，即采用一臺大功率主電機驅動機械主軸，通過同步帶、齒輪等傳動機構將主電機的運動分別傳遞給兩個同步軸，這種同步方式一般占用較大空間，并且齒輪傳動比等機械參數的波動會引起雙軸傳動比、轉速的變化，產生由機械間隙帶來的不確定性誤差，導致同步控制精度不高，這些缺陷限制了機械同步方式的進一步應用。
經過國內外學者對同步控制的長期研究及伺服控制技術的不斷發展，人們逐漸發現電氣同步控制方式不僅不會受到數控裝備使用空間的限制，由機械間隙帶來的不確定性誤差也更小，相對于傳統的機械同步方式有著得天獨厚的優勢，能夠實現精度更高，同步性更好的控制。目前的雙驅同步控制策略主要分為三種結構方式：并行控制、主從控制和交叉耦合控制。
并行控制系統的架構如圖1所示，它是一種相對簡單的雙驅同步控制系統，采用結構和參數完全相同的兩套平行伺服驅動軸。兩軸之間沒有任何交互和影響，屬于同步開環控制系統，存在一定的累積誤差和同步誤差，一般只適用于精度要求不高的場合。
主從控制系統的架構如圖2所示，它采用主動軸帶動從動軸的形式，即主動軸的輸出作為從動軸的輸入，在這種控制方式下當主動軸受到擾動和影響時，可以反映到從動軸上，從動軸會進行相應的跟隨及調整來保持一定的同步性，但是也會因為伺服系統的延時形成軸的跟蹤誤差。反之，從動軸受到擾動和影響時反映不到主動軸上，主動軸不能進行相應的跟隨及調整，兩軸之間會產生同步誤差，在應用上有一定的局限性。
交叉耦合控制系統的架構如圖3所示，它是將各軸輸入的位置差和速度差作為反饋信號，系統再進行相應的誤差補償，避免了主從控制方式下從軸輸入延遲、擾動不能反饋到主軸上的缺點，同步性能更好。
以上雙驅同步控制策略均為傳統理念，機械化思維，重復糾錯造成硬件資源浪費，高速同步效果不理想。對于智能機器時代已不太適用，需要一種更好的學習性同步策略才能適應智能裝備產業升級。
發明內容
本發明的目的在于提供一種用于龍門架行走機構的雙驅智能同步方法，能夠控制雙驅高速高精度同步。
為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種用于龍門架行走機構的雙驅智能同步方法，所述龍門架行走機構包括兩條平行的縱梁以及跨設在兩條縱梁上的行走橫梁，所述行走橫梁的兩端分別設有構造相同的**驅動機構和第二驅動機構，所述**驅動機構和第二驅動機構能夠驅動行走橫梁在兩條縱梁上行走，其特征在于，所述雙驅智能同步方法包括：
S1：同時控制**驅動機構和第二驅動機構以預設速度驅動行走橫梁行走預定行程，實時測量行走橫梁兩端實際行程的位置偏差。
S2：重復步驟S1，判斷**次的位置偏差與第二次的位置偏差之間的差值是否大于設定值，如果否，則進行步驟S3。
S3：根據第二次的位置偏差計算位置偏差曲線。
S4：判斷位置偏差曲線的條數是否達到3條，如果是，則進行步驟S5，如果否，則以預定速度增量增大所述預設速度，并重復進行一輪步驟S1至S3。
S5：根據3條位置偏差曲線計算平均位置偏差曲線，計算公式為：
ΔF＝{[F(x3)-F(x2)]/ΔV+[F(x2)-F(x1)]/ΔV}/2
F(X)＝V×(ΔF/ΔV)
其中，ΔV為所述預定速度增量，F(x1)為**輪測量位置偏差后得到的位置偏差曲線，F(x2)為第二輪測量位置偏差后得到的位置偏差曲線，F(x3)為第三輪測量位置偏差后得到的位置偏差曲線，F(X)為平均位置偏差曲線，V為指令速度，其大于第三輪測量位置偏差時的預設速度。
S6：控制**驅動機構驅動行走橫梁行走預定時間，實時測量行走橫梁兩端實際行程的追蹤超差。
S7：重復進行兩輪步驟S6，根據三輪測量到的追蹤超差計算**驅動機構的速度變化曲線，計算公式為：
Δt＝(t3-t2+t2-t1)/2
r1＝(l3-l2+l2-l1)/Δt
f(v1)＝M×V×F(X)/r1
其中，t1為**輪的預設時間，t2為第二輪的預設時間，t3為第三輪的預設時間，r1為**驅動機構的追蹤衰減震蕩率，l1為**輪的追蹤超差，l2為第二輪的追蹤超差，l3為第三輪的追蹤超差，M為同步系數，f(v1)為**驅動機構的速度變化曲線。
S8：控制第二驅動機構驅動行走橫梁行走預設時間，實時測量行走橫梁兩端實際行程的追蹤超差。
S9：重復進行兩輪步驟S8，根據三輪測量到的追蹤超差計算第二驅動機構的速度變化曲線，計算公式為：
Δt＝(t3-t2+t2-t1)/2
r2＝(l3-l2+l2-l1)/Δt
f(v2)＝M×V×F(X)/r2
其中，r2為第二驅動機構的追蹤衰減震蕩率，f(v2)為第二驅動機構的速度變化曲線。
其中，對于不同速度，兩個驅動機構的衰減震蕩曲線是不一樣的。因此，需進行三次主從控制行走采樣，每次的行走速度遞增，以此計算出追蹤衰減震蕩率。
S10：根據**驅動機構的速度變化曲線和第二驅動機構的速度變化曲線計算平均速度變化曲線，計算公式為：
f(v)＝{f(v1)+f(v2)}/2。
S11：根據平均速度變化曲線計算**驅動機構和第二驅動機構的同步動態速度曲線，計算公式為：
F(v)＝μf(v)
其中，F(v)為同步動態速度曲線，μ為同步精度差比。
優選的，所述步驟S2還包括：如果是，則進行步驟S12；
S12：重復步驟S1，直至**次的位置偏差與第二次的位置偏差之間的差值小于設定值為止。
區別于現有技術的情況，本發明的有益效果是：通過模擬人的認路過程，利用辨識記憶，實現高速高精度雙驅同步控制，摒棄了重復閉環、追蹤、交叉耦合等復雜過程，使控制更為簡便。
附圖說明
圖1是并行控制系統的架構圖；
圖2是主從控制系統的架構圖。
圖3是交叉耦合控制系統的架構圖。
圖4是本發明實施例提供的用于龍門架行走機構的雙驅智能同步方法的流程示意圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
參閱圖4，本發明實施例中，龍門架行走機構包括兩條平行的縱梁以及跨設在兩條縱梁上的行走橫梁，行走橫梁的兩端分別設有構造相同的**驅動機構和第二驅動機構，**驅動機構和第二驅動機構能夠驅動行走橫梁在兩條縱梁上行走，本實施例的雙驅智能同步方法包括以下步驟：
S1：同時控制**驅動機構和第二驅動機構以預設速度驅動行走橫梁行走預定行程，實時測量行走橫梁兩端實際行程的位置偏差；
S2：重復步驟S1，判斷**次的位置偏差與第二次的位置偏差之間的差值是否大于設定值，如果否，則進行步驟S3；
S3：根據第二次的位置偏差計算位置偏差曲線；
S4：判斷位置偏差曲線的條數是否達到3條，如果是，則進行步驟S5，如果否，則以預定速度增量增大所述預設速度，并重復進行一輪步驟S1至S3；
S5：根據3條位置偏差曲線計算平均位置偏差曲線，計算公式為：
ΔF＝{[F(x3)-F(x2)]/ΔV+[F(x2)-F(x1)]/ΔV}/2
F(X)＝V×(ΔF/ΔV)
其中，ΔV為所述預定速度增量，F(x1)為**輪測量位置偏差后得到的位置偏差曲線，F(x2)為第二輪測量位置偏差后得到的位置偏差曲線，F(x3)為第三輪測量位置偏差后得到的位置偏差曲線，F(X)為平均位置偏差曲線，V為指令速度，其大于第三輪測量位置偏差時的預設速度；
S6：控制**驅動機構驅動行走橫梁行走預定時間，實時測量行走橫梁兩端實際行程的追蹤超差；
S7：重復進行兩輪步驟S6，根據三輪測量到的追蹤超差計算**驅動機構的速度變化曲線，計算公式為：
Δt＝(t3-t2+t2-t1)/2
r1＝(l3-l2+l2-l1)/Δt
f(v1)＝M×V×F(X)/r1
其中，t1為**輪的預設時間，t2為第二輪的預設時間，t3為第三輪的預設時間，r1為**驅動機構的追蹤衰減震蕩率，l1為**輪的追蹤超差，l2為第二輪的追蹤超差，l3為第三輪的追蹤超差，M為同步系數，f(v1)為**驅動機構的速度變化曲線。
同步系數M的單位是1/S，由機械結構慣性決定，由實驗獲得。
S8：控制第二驅動機構驅動行走橫梁行走預設時間，實時測量行走橫梁兩端實際行程的追蹤超差；
S9：重復進行兩輪步驟S8，根據三輪測量到的追蹤超差計算第二驅動機構的速度變化曲線，計算公式為：
Δt＝(t3-t2+t2-t1)/2
r2＝(l3-l2+l2-l1)/Δt
f(v2)＝M×V×F(X)/r2
其中，r2為第二驅動機構的追蹤衰減震蕩率，f(v2)為第二驅動機構的速度變化曲線；
S10：根據**驅動機構的速度變化曲線和第二驅動機構的速度變化曲線計算平均速度變化曲線，計算公式為：
f(v)＝{f(v1)+f(v2)}/2
S11：根據平均速度變化曲線計算**驅動機構和第二驅動機構的同步動態速度曲線，計算公式為：
F(v)＝μf(v)
其中，F(v)為同步動態速度曲線，μ為同步精度差比。
同步精度差比μ是線性比例系數，決定動態速度變化曲線整體偏移情況，由實測同步精度中間值決定，實驗獲得。
通過同步動態速度曲線F(v)來控制**驅動機構和第二驅動機構的運動速度，可以將**驅動機構和第二驅動機構的運動精度逼近，實現盲走場景。
在本實施例中，步驟S2還包括：如果是，則進行步驟S12；
S12：重復步驟S1，直至**次的位置偏差與第二次的位置偏差之間的差值小于設定值為止。
通過上述方式，本發明實施例的用于龍門架行走機構的雙驅智能同步方法先控制雙驅同步行走，實測位置偏差，實現認路過程；再控制雙驅各自為主進行追蹤行走，實測追蹤衰減震蕩和各自的速度變化曲線，實現熟悉和記憶過程；**得到同步動態速度曲線可以實現盲走場景，做到高速高精度同步。
以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
