中國新能源汽車行業發展迅猛，已經成為全球第一大新能源汽車生產國和消費國，在比亞迪、理想、小鵬等整車企業的拉動下，電池產能的需求也呈現爆發式增長。為了滿足新能源車企對電池消費的需求，電池自動化生產設備的效率和精度日益提升，對其控制方案的速度和精度提出了極高要求。電池電芯的生產按照工藝流程可分為前段：攪拌，涂布，輥壓；中段：分切，制片（模切），卷繞（疊片）；后段：電芯封裝，注液，分容，檢測等，工藝復雜，設備制造難度大。

電池中段電芯的裝配工序主要采用疊片或卷繞兩種工藝。疊片工藝首先將電池正負極片裁剪成規定尺寸大小，隨后將正極極片、隔膜、負極極片形成一個電芯單體，將電芯單體疊放形成大電芯。相較于卷繞工藝，疊片具有能量密度更高，內部結構更穩定，安全性更高等優勢。

本案例采用固高智能控制器搭載GSHD高性能伺服驅動器以及直線電機三動子的方式，將PLC與GSHD伺服驅動器相連，實現疊片設備高速率高精度的應用需求。

架構圖

系統優勢

1：固高采用DriverStudio自研軟件平臺，支持最小采樣周期62.5us，并且同時支持16組數據在線采集，方便客戶調試。

2：GSHD伺服驅動器具有良好的速度跟隨性，能夠在高速運動情況下，快速整定到位。

下圖是本案例覆膜軸電機以加速度3g速度，2.3m/s運行到位曲線。指令到位之后整定在5個編碼器脈沖以內，編碼器分辨率為1um。

下圖為本案例負極疊片電機以加速度4g，速度2.1m/s運行到位曲線。指令到位之后整定在10個編碼器脈沖以內，編碼器分辨率為1um。

本案例難點

三動子平臺在高加速度和高速的運行過程中，三軸動子存在相互干擾，GSHD自帶六組IIR濾波器，依靠FFT傅里葉分析工具，添加兩組陷波頻率，將到位誤差整體壓到10個編碼器脈沖，達到客戶需求。

對實際的控制系統而言，采集到的原始信號往往是有噪聲的，而噪聲會對系統的穩定性能產生隱患；同時為提取有用的控制信號，濾除不必要的頻域成分，數字濾波技術必不可少，其中最常用的便是低通濾波(LPF)算法與帶阻陷波算法。

低通濾波器（Low Pass Filter，LPF），顧名思義就是當輸入信號的頻率在LPF設定的頻率（截止頻率）以內時信號可以通過（無衰減），而當輸入信號的頻率超出設定頻率時，則會產生衰減。LPF算法可濾除（filter-out）不需要的高頻信號，從而保證系統有效的頻率成分。陷波濾波器是一種專門設計用于消除或抑制特定頻率的信號成分的濾波器。它具有一個特定的中心頻率，并在該頻率附近形成一個頻率范圍內的通帶衰減區域。陷波濾波器將所選擇的中心頻率處的信號衰減到最小值，而其他頻率則保持較高的透過度。

濾波器作為控制器校正過程中的一部分，在控制器中的應用最為廣泛，它們用來消除噪聲、減小混疊以及衰減諧頻。控制系統中最常見的是低通濾波器，它們用來消除來自不同噪聲源的噪聲干擾信號，如電氣互連、EMI以及反饋裝置的固有噪聲。但是當控制回路中存在機械諧振等模態時，則需要采用陷波濾波器以消除噪聲影響，提高控制精度。

為了能夠方便快捷地對陷波濾波器的作用頻率、陷波寬度以及陷波深度進行調節，用戶通過測量速度環控制器的輸出信號，對電流曲線Icmd進行快速傅里葉變換，確定速度輸出信號的諧振，即為陷波濾波器的陷波頻率。陷波寬度和陷波深度應合理配置，過大的陷波寬度會增加系統的相位滯后，削弱相位裕度；過小的陷波深度會使相位延遲加大，增大系統震動。通過合理配置陷波器的參數，用戶可以提高系統響應特性和穩定性，獲得更好的機械控制性能。

陷波器參數設計

六級陷波器

陷波前

陷波后

樣品展示

固高科技于1999年由香港科技大學的李澤湘、高秉強、吳宏三位機器人、微電子和運動控制領域的國際知名學者和專家所創辦，是亞太地區首家擁有自主知識產權, 專業從事運動控制及智能制造核心技術研究與開發的高科技企業，是國內外全互聯智能制造綜合解決方案提供商之一。固高科技專注于運動控制、伺服驅動、多維感知、工業現場網絡和工業軟件五個方向的核心技術研究，通過深入的國內外合作、產學研相結合、積極培育系統集成商等創新的商業模式，將固高科技的運控技術及產品廣泛應用于微電子、機器人、數控機床、電子加工、檢測、印刷、包裝及生產自動化等工業控制領域。

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