交流伺服电机的电流预测控制方法及其系统技术方案

技术编号:17783584 阅读:29 留言:0更新日期:2018-04-22 14:34
一种交流伺服电机的电流预测控制方法,包括如下步骤:根据预设负载转矩预测函数关系,得到当前负载转矩预测值;根据预设电磁转矩函数关系以及当前负载转矩预测值,得到当前电磁转矩值;根据预设交轴电流函数关系以及当前电磁转矩值,得到交轴电流值。本发明专利技术的交流伺服电机的电流预测控制方法能够预测出交流伺服电机的实际电流值,从而可以采用软件算法的方式来代替传统电流传感器检测方式,使得能够无需配置电流霍尔传感器,以及能够更精确地得到交轴电流的数据,由此降低交流伺服驱动系统的硬件成本,提高行业竞争力。

【技术实现步骤摘要】
交流伺服电机的电流预测控制方法及其系统
本专利技术涉及一种交流伺服电机控制
,特别是涉及一种交流伺服电机的电流预测控制方法及其系统。
技术介绍
目前,交流交流伺服电机的应用越来越广,对成本的控制也要求越来越低。20世纪80年代以来,随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展,永磁交流伺服驱动技术有了突出的发展,各国著名电气厂商相继推出各自的交流伺服电动机和伺服驱动器系列产品并不断完善和更新。交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统的主要发展方向,使原来的直流伺服面临被淘汰的危机。90年代以后,世界各国已经商品化了的交流伺服系统是采用全数字控制的正弦波电动机伺服驱动。交流伺服驱动装置在传动领域的发展日新月异。交流伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时交流伺服电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。交流伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。进一步地,传统交流伺服电机的电流预测控制方法是基于矢量控制算法,然而,该算法需要配置两个以上的电流霍尔传感器,而电流霍尔传感器成本较高,在行业内还较难生产出技术和成本都合乎要求的电流霍尔传感器,因此交流交流伺服电机的驱动系统的成本长期处于高位。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中的不足之处,提供一种能够无需配置电流霍尔传感器,以及能够更精确地得到交轴电流数据的交流伺服电机的电流预测控制方法及其系统。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的:一种交流伺服电机的电流预测控制方法,包括如下步骤:根据预设负载转矩预测函数关系,得到当前负载转矩预测值;根据预设电磁转矩函数关系以及当前所述负载转矩预测值,得到当前电磁转矩值;根据预设交轴电流函数关系以及所述当前所述电磁转矩值,得到交轴电流值。在其中一个实施例中,所述根据预设负载转矩预测函数关系,得到当前负载转矩预测值的操作具体包括如下步骤:采集当前交轴输入电压;根据所述预设负载转矩预测函数关系:其中,β为第一预测增益值、a为第二预测增益值、ωr为电机的转速值、uq为当前交轴输入电压、a为第一预设转速函数关系、b为第二预设转速函数关系、c为第三预设转速函数关系、为负载转矩预测值,得到当前所述负载转矩预测值。在其中一个实施例中,所述第一预设转速函数关系a为所述第二预设转速函数关系b为所述第三预设转速函数关系c为其中Bm为摩擦系数、J为转动惯量、kp为预设应用矢量控制函数。在其中一个实施例中,所述根据预设电磁转矩函数关系以及所述当前负载转矩预测值,得到当前电磁转矩值的操作具体包括如下步骤:根据所述预设电磁转矩函数关系:其中,Te为电磁转矩值、Bm为摩擦系数、J为转动惯量、为负载转矩预测值、ωr为电机的转速值,根据当前所述负载转矩预测值及所述预设电磁转矩函数关系,得到所述当前电磁转矩值。在其中一个实施例中,所述根据预设交轴电流函数关系以及所述当前所述电磁转矩值,得到交轴电流值的操作具体包括如下步骤:根据所述交轴电流函数关系:iq=Te/kp,其中,Te为电磁转矩值,kp为预设应用矢量控制函数,根据当前所述电磁转矩值及所述预设电磁转矩函数关系,得到所述当前电磁转矩值。一种电流预测控制系统,包括:当前负载转矩预测值处理模块,所述当前负载转矩预测值处理模块用于根据预设负载转矩预测函数关系,得到当前负载转矩预测值;当前电磁转矩值处理模块,根据预设电磁转矩函数关系以及当前所述负载转矩预测值,得到当前电磁转矩值;当前交轴电流值处理模块,根据预设交轴电流函数关系以及所述当前所述电磁转矩值,得到交轴电流值。与现有技术相比,本专利技术具有以下优点:本专利技术的交流伺服电机的电流预测控制方法能够预测出交流伺服电机的实际电流值,从而可以采用软件算法的方式来代替传统电流传感器检测方式,使得能够无需配置电流霍尔传感器,以及能够更精确地得到交轴电流的数据,由此降低交流伺服驱动系统的硬件成本,提高行业竞争力。附图说明图1为本专利技术一实施方式的交流伺服电机的电流预测控制方法的步骤流程图;图2为本专利技术一实施方式的电流预测控制系统的功能模块图。具体实施方式为了便于理解本专利技术,下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施方式。但是,本专利技术可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本专利技术的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。如图1所示,为本专利技术一实施方式的交流伺服电机的电流预测控制方法的步骤流程图。一种交流伺服电机的电流预测控制方法,包括如下步骤:步骤S10,根据预设负载转矩预测函数关系,得到当前交流伺服电机的负载转矩预测值。具体的,步骤S10中得到当前交流伺服电机的负载转矩预测值的操作具体包括如下步骤:采集当前交流伺服电机的交轴输入电压;根据预设负载转矩预测函数关系:从而得到当前交流伺服电机的负载转矩预测值。其中,β为第一预测增益值、a为第二预测增益值、ωr为交流伺服电机的转速值、uq为当前交流伺服的交轴输入电压、a为第一预设转速函数关系、b为第二预设转速函数关系、c为第三预设转速函数关系、为负载转矩预测值。要说明的是,β与a在不同的电机中具有不同的数值,为常量,具体如何得到,请参考现有技术实现,在此不再赘述。ωr在不同的电机中具有不同的数值,该数值由本领域普通技术人员根据实验数据或者电机其余参数值进行推导可得,具体如何得到,请参考现有技术实现,在此不再赘述。如此,通过根据预设负载转矩预测函数关系:就可以更好的得到负载转矩预测值。在本实施例中,第一预设转速函数关系a为第二预设转速函数关系b为第三预设转速函数关系c为其中Bm为摩擦系数、J为转动惯量、kp为预设应用矢量控制函数。关于Bm、J与kp具体如何得到,请参考下文的具体描述。如此,通过上述预设转速函数关系,就可以更好的得到第一预设转速函数关系a、第二预设转速函数关系b与第三预设转速函数关系c。步骤S20,根据预设电磁转矩函数关系以及当前交流伺服电机的负载转矩预测值,得到当前交流伺服电机的电磁转矩值;具体的,步骤S20中得到当前交流伺服电机的电磁转矩值的操作具体包括如下步骤:根据预设电磁转矩函数关系:及步骤S10中得到的当前交流伺服电机的负载转矩预测值,得到当前交流伺服电机的电磁转矩值。其中,Te为电磁转矩值、Bm为摩擦系数、J为转动惯量、为负载转矩预测值、ωr为电机的转速值。如此,通过上述电磁转矩函数关系,就可以更好的得到当前交流伺服电机的电磁转矩值。步骤S30,根据预设本文档来自技高网
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交流伺服电机的电流预测控制方法及其系统

【技术保护点】
一种交流伺服电机的电流预测控制方法,其特征在于,包括如下步骤:根据预设负载转矩预测函数关系,得到当前负载转矩预测值;根据预设电磁转矩函数关系以及当前所述负载转矩预测值,得到当前电磁转矩值;根据预设交轴电流函数关系以及所述当前所述电磁转矩值,得到交轴电流值。

【技术特征摘要】
1.一种交流伺服电机的电流预测控制方法,其特征在于,包括如下步骤:根据预设负载转矩预测函数关系,得到当前负载转矩预测值;根据预设电磁转矩函数关系以及当前所述负载转矩预测值,得到当前电磁转矩值;根据预设交轴电流函数关系以及所述当前所述电磁转矩值,得到交轴电流值。2.根据权利要求1所述的交流伺服电机的电流预测控制方法,其特征在于,所述根据预设负载转矩预测函数关系,得到当前负载转矩预测值的操作具体包括如下步骤:采集当前交轴输入电压;根据所述预设负载转矩预测函数关系:其中,β为第一预测增益值、α为第二预测增益值、ωr为电机的转速值、uq为当前交轴输入电压、a为第一预设转速函数关系、b为第二预设转速函数关系、c为第三预设转速函数关系、为负载转矩预测值,得到当前所述负载转矩预测值。3.根据权利要求2所述的交流伺服电机的电流预测控制方法,其特征在于,所述第一预设转速函数关系a为所述第二预设转速函数关系b为所述第三预设转速函数关系c为其中Bm为摩擦系数、J为转动惯量、kp为预设应用矢量控制函数。4.根据权利要求3所述的交流伺服电机的电流预测控制方法,其特征在于,所述根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘细平张碧陶
申请(专利权)人:江西理工大学
类型:发明
国别省市:江西,36

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