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    助力機械手升降系統濾波器的信號處理

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    助力機械手升降系統濾波器的信號處理

    發布日期:2020-12-03 作者:江蘇昱博自動化設備有限公司 點擊:

       助力機械手升降系統速度實驗中,實驗系統中電路板驅動板的輸出電壓Z大為24伏。實際實驗系統中,升降系統的驅動電機的額定電壓為48伏。在實驗中,由于電機的電壓不足會使編碼器出現高頻干擾信號,使得升降系統驅動電機速度信號出現較大的波動。系統的反饋速度由電機上的編碼器采集的信號得到,這就使得系統的控制信號的波動也很大。需要對電機輸出信號進行低通濾波,使反饋至控制器的控制信號波形盡量的平滑。

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       助力機械手升降系統濾波器濾波器根據處理對象類型的不同,有模擬型和數字型濾波器之分。在半物理實驗中,其實驗環境是數字的,在實驗中使用數字濾波器。

    助力機械手

       根據助力機械手升降系統濾波器濾波器內部是否存在反饋回路,數字濾波器又由遞歸型和非遞歸型之分,所謂遞歸濾波器,就是對單位沖擊響應可以延續到無限長的時間;非遞歸型即內部不存在反饋,傳遞函數不存在除零點意外的極點。選用濾波器,由于其在濾波器是否具有線性相位并不重要的條件下,具有更高的計算效率,應用也更為廣泛。


       先按指標設計模擬助力機械手升降系統濾波器,然后將其離散化后得到數字濾波器。由于巴特沃茲濾波器在通帶范圍內的振幅平坦性Z好,選擇巴特沃茲方式逼近。數字濾波器的階數N越大,濾波器通帶、阻帶與原信號的近似性能越好,過渡帶所需時間越短。
           在實驗中,要求從電機同軸的編碼器測量出的信號盡可能的平滑,并盡量逼近于原信號。選擇階數N=1和階數N=3的巴特沃茲濾波器分別對原信號進行濾波處理,通過觀測濾波效果,從中選擇合適的濾波器。
           助力機械手升降系統濾波器原信號經過一階濾波器處理可濾掉電機運動時的高頻干擾信號,處理后的信號的快速性有所降低,但使得信號變得平滑,能夠在控制實驗中使用。原信號經過三階濾波器處理后其信號的快速性較好,并且高頻干擾得到一定的過濾,但是其信號不夠光滑,使用其作為控制信號仍將會造成很大的波動。所以選用截止頻率為2dB的一階巴特沃茲濾波器對升降系統的反饋信號進行濾波處理。

     


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