一种伺服用死区补偿方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种伺服用死区补偿方法、装置及系统，其中方法包括，分别在N个目标直流量ia时获取死区补偿量Tcom的初始公式的系数a和系数b，其中，N大于或等于10的整数，Ts为所述三相逆变器的开关管的载波周期；当所述三相逆变器的开关管的频载K为一确定值时，根据所述初始公式计算得到每个目标直流量ia相应的死区补偿量Tcom，其中K＝1/Ts；根据所述目标直流量ia相应的死区补偿量Tcom对所述三相逆变器进行死区补偿。本发明专利技术实施例可得到更为精准的死区补偿量，从而进一步改善死区效应，减小伺服系统低速下的转矩脉动，提高系统的低速性能。

A servo compensation method, device and system

The embodiment of the invention discloses a servo compensation method, device and system, wherein the method comprises the following steps, initial coefficient formula respectively in N target straight flow ia gets dead time compensation amount of Tcom, a and N coefficient b, which is greater than or equal to 10 integer, Ts for the three-phase inverter switch pipe carrier cycle; switch when the three-phase inverter tube load frequency K of a determined value, dead time compensation amount of Tcom according to the initial formula of each target direct flow corresponding to the IA, where K = 1/Ts; according to the dead zone compensation amount of the target straight flow ia corresponding Tcom dead time compensation for the three-phase inverter. The embodiment of the invention can get more accurate dead time compensation, so as to further improve the dead time effect, reduce the torque ripple of the servo system at low speed, and improve the low speed performance of the system.

【技术实现步骤摘要】
一种伺服用死区补偿方法、装置及系统
本专利技术涉及电子
，尤其涉及一种伺服用死区补偿方法、装置及系统。
技术介绍
伺服技术广泛地应用到了工业、农业、航空肮天、交通、国防军事以及日常家电产品中，人们对伺服产品的性能、功能、质量及成本都有着越来越高的要求。伺服电机的低速运行性能是衡量交流伺服系统性能的重要指标，优良的低速性能能拓宽电机系统的调速比，并能够满足数控机床等要求低速控制的应用场合。而影响伺服系统低速性能的一个重要因素就是逆变器的死区效应。交流伺服系统电机的逆变器往往采用三相逆变器结构，所述三相逆变器结构包括有三相逆变电路，其中同一相逆变电路上、下桥臂的开关器件工作在互补状态。为保证逆变电路安全工作，避免上、下桥臂同时导通造成短路，必须在同一桥臂的一个开关器件关断后到另一个开关器件导通前留一段很小的时间称为死区时间，简称死区，在死区时间内两个器件同时关断。尽管死区时间很短，单个PWM脉冲不足以影响系统的性能，但连续考虑到一个周期的效应累计足以对逆变器输出电压和输出电流的很大的影响。在低速以及载波频载很高时，死区将会导致逆变器输出电压基波幅值降低，含有很大的谐波分量，使转矩发生很大的脉动，甚至可能导致系统不稳定而发生振荡现象，这就是逆变器的死区效应。因此非常有必要对逆变器的死区效应作补偿。现有的死区补偿有硬件补偿和软件补偿两种方式。硬件死区补偿方法是通过增加硬件来检测死区时间内的相电压，再与指令电压比较，其差值作为死区补偿依据。该方法中，需要复杂的硬件电路，并且占用大量的CPU资源。软件死区补偿方法都需要检测每相电流的正负极性来确定死区补偿方向。而针对补偿量上，常规的方法基本上只考虑了开关器件开通、关断延迟时间和软件设置死区时间，几乎没有考虑伺服系统电路中IGBT上的杂散电容在充放电过程中对死区效应的影响，这样就会导致死区补偿量会有偏差，影响软件死区补偿的效果。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种伺服用死区补偿方法、装置及系统，可得到更为精准的死区补偿量，从而进一步改善死区效应，减小伺服系统低速下的转矩脉动，提高系统的低速性能。第一方面，本专利技术实施例提供了一种伺服用死区补偿方法，该方法用于三相逆变器，包括，分别在N个目标直流量ia时获取死区补偿量Tcom的初始公式的系数a和系数b，所述初始公式为Tcom＝a+b*Ts其中，N大于或等于10的整数，Ts为所述三相逆变器的开关管的载波周期；当所述三相逆变器的开关管的频载K为一确定值时，根据所述初始公式计算得到每个目标直流量ia相应的死区补偿量Tcom，其中K＝1/Ts；根据所述目标直流量ia相应的死区补偿量Tcom对所述三相逆变器进行死区补偿。优选的，所述分别在N个目标直流量ia时获取死区补偿量Tcom的初始公式的系数a和系数b，包括，分别为所述三相逆变器设定两个不同的频载K，其中一个频载为K1，另一个频载为K2；当频载为K1时，在所述三相逆变器的其中一相逆变电路中注入N个目标直流量ia，并获取每个目标直流量ia相应的实际输出电压值Van1和理想输出电压值Van1*，以计算得到频载为K1时每个目标直流量ia相应的死区补偿量Tcom1；当频载为K2时，在所述三相逆变器的其中一相逆变电路中注入N个目标直流量ia，并获取每个目标直流量ia相应的实际输出电压值Van2和理想输出电压值Van2*，以计算得到频载为K2时每个目标直流量ia相应的死区补偿量Tcom2；根据频载K1、频载K2、每个目标直流量ia在频载为K1时相应的死区补偿量Tcom1以及每个目标直流量ia在频载为K2时相应的死区补偿量Tcom2，确定所述初始公式中系数a和系数b的值。优选的，所述当频载为K1时，在所述三相逆变器的其中一相逆变电路中注入N个目标直流量ia，并获取每个目标直流量ia相应的实际输出电压值Van1和理想输出电压值Van1*，以计算得到频载为K1时每个目标直流量ia相应的死区补偿量Tcom1，包括，当频载为K1时，对所述三相逆变器的其中一相逆变电路中注入的N个目标直流量ia分别做闭环计算，以得到每个目标直流量ia相应的实际输出电压值Van1；将所述三相逆变器的电阻与每个注入直流量ia分别相乘以得到相应的理想输出电压值Van1*；将所述实际输出电压值Van1与所述理想输出电压值Van1*均转换为对应的脉冲宽度；将所述对应的两个脉冲宽度相减得到死区补偿量Tcom1。优选的，所述方法还包括，将所述实际输出电压值Van1作为开环给定电压值，以得到稳定电流ia′；将所述实际输出电压值Van1相应的目标直流量ia更新为稳定电流ia′。优选的，所述N个目标直流量ia的取值为一等差数列，所述等差数列的公差为IN/N，其中IN为额定电流。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种装置，该装置包括:获取单元，用于分别在N个目标直流量ia时获取死区补偿量Tcom的初始公式的系数a和系数b，所述初始公式为Tcom＝a+b*Ts其中，N大于或等于10的整数，Ts为所述三相逆变器的开关管的载波周期；计算单元，用于当所述三相逆变器的开关管的频载K为一确定值时，根据所述初始公式计算得到每个目标直流量ia相应的死区补偿量Tcom，其中K＝1/Ts；补偿单元，用于根据所述目标直流量ia相应的死区补偿量Tcom对所述三相逆变器进行死区补偿。优选的，所述获取单元包括，设定单元，用于分别为所述三相逆变器设定两个不同的频载K，其中一个频载为K1，另一个频载为K2；处理单元，用于当频载为K1时，在所述三相逆变器的其中一相逆变电路中注入N个目标直流量ia，并获取每个目标直流量ia相应的实际输出电压值Van1和理想输出电压值Van1*，以计算得到频载为K1时每个目标直流量ia相应的死区补偿量Tcom1；其中，所述处理单元还用于当频载为K2时，在所述三相逆变器的其中一相逆变电路中注入N个目标直流量ia，并获取每个目标直流量ia相应的实际输出电压值Van2和理想输出电压值Van2*，以计算得到频载为K2时每个目标直流量ia相应的死区补偿量Tcom2；确定单元，用于根据频载K1、频载K2、每个目标直流量ia在频载为K1时相应的死区补偿量Tcom1以及每个目标直流量ia在频载为K2时相应的死区补偿量Tcom2，确定所述初始公式中系数a和系数b的值。优选的，所述处理单元包括，闭环计算单元，用于当频载为K1时，对所述三相逆变器的其中一相逆变电路中注入的N个目标直流量ia分别做闭环计算，以得到每个目标直流量ia相应的实际输出电压值Van1；第一处理子单元，用于将所述三相逆变器的电阻与每个注入直流量ia分别相乘以得到相应的理想输出电压值Van1*；第二处理子单元，用于将所述实际输出电压值Van1与所述理想输出电压值Van1*均转换为电压值对应的脉冲宽度；第三处理子单元，用于将所述对应的两个脉冲宽度相减得到死区补偿量Tcom1。优选的，所述处理单元还包括，开环计算单元，用于将所述实际输出电压值Van1作为开环给定电压值，以得到稳定电流ia′；更新单元，用于将所述实际输出电压值Van1相应的目标直流量ia更新为稳定电流ia′。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种系统，包括处理器、输入设备、输出设备和存储器，所述处理器、输入设备、输出设备和存储器相互本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种伺服用死区补偿方法，其特征在于，所述方法用于三相逆变器，包括，分别在N个目标直流量ia时获取死区补偿量Tcom的初始公式的系数a和系数b，所述初始公式为Tcom＝a+b*Ts其中，N大于或等于10的整数，Ts为所述三相逆变器的开关管的载波周期；当三相逆变器的开关管的频载K为一确定值时，根据所述初始公式计算得到每个目标直流量ia相应的死区补偿量Tcom，其中K＝1/Ts；根据所述目标直流量ia相应的死区补偿量Tcom对所述三相逆变器进行死区补偿。

【技术特征摘要】
1.一种伺服用死区补偿方法，其特征在于，所述方法用于三相逆变器，包括，分别在N个目标直流量ia时获取死区补偿量Tcom的初始公式的系数a和系数b，所述初始公式为Tcom＝a+b*Ts其中，N大于或等于10的整数，Ts为所述三相逆变器的开关管的载波周期；当三相逆变器的开关管的频载K为一确定值时，根据所述初始公式计算得到每个目标直流量ia相应的死区补偿量Tcom，其中K＝1/Ts；根据所述目标直流量ia相应的死区补偿量Tcom对所述三相逆变器进行死区补偿。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别在N个目标直流量ia时获取死区补偿量Tcom的初始公式的系数a和系数b，包括，分别为所述三相逆变器设定两个不同的频载K，其中一个频载为K1，另一个频载为K2；当频载为K1时，在所述三相逆变器的其中一相逆变电路中注入N个目标直流量ia，并获取每个目标直流量ia相应的实际输出电压值Van1和理想输出电压值Van1*，以计算得到频载为K1时每个目标直流量ia相应的死区补偿量Tcom1；当频载为K2时，在所述三相逆变器的其中一相逆变电路中注入N个目标直流量ia，并获取每个目标直流量ia相应的实际输出电压值Van2和理想输出电压值Van2*，以计算得到频载为K2时每个目标直流量ia相应的死区补偿量Tcom2；根据频载K1、频载K2、每个目标直流量ia在频载为K1时相应的死区补偿量Tcom1以及每个目标直流量ia在频载为K2时相应的死区补偿量Tcom2，确定所述初始公式中系数a和系数b的值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述当频载为K1时，在所述三相逆变器的其中一相逆变电路中注入N个目标直流量ia，并获取每个目标直流量ia相应的实际输出电压值Van1和理想输出电压值Van1*，以计算得到频载为K1时每个目标直流量ia相应的死区补偿量Tcom1，包括，当频载为K1时，对所述三相逆变器的其中一相逆变电路中注入的N个目标直流量ia分别做闭环计算，以得到每个目标直流量ia相应的实际输出电压值Van1；将所述三相逆变器的电阻与每个注入直流量ia分别相乘以得到相应的理想输出电压值Van1*；将所述实际输出电压值Van1与所述理想输出电压值Van1*均转换为对应的脉冲宽度；将所述对应的两个脉冲宽度相减得到死区补偿量Tcom1。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，将所述实际输出电压值Van1作为开环给定电压值，以得到稳定电流ia′；将所述实际输出电压值Van1相应的目标直流量ia更新为稳定电流ia′。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述N个目标直流量ia的取值为一等差数列，所述等差数列的公差为IN/N，其中IN为额定电流。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：李源源，曾川，
申请(专利权)人：深圳市英威腾电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44