运用于伺服马达系统的控制装置与控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种运用于伺服马达系统的控制装置与控制方法。该控制装置中包括：区段参数储存电路、速度叠加电路、速度转换电路及脉冲比较电路，区段参数储存电路储存多个区段参数，当区段参数储存电路输出第一区段参数之后，接收到区段结束信号时，区段参数储存电路输出第二区段参数。速度叠加电路，根据目标速度数值与增量来更新现在速度数值。速度转换电路接收现在速度数值并据以产生脉冲调变信号。脉冲比较电路将脉冲调变信号转换为指令脉冲，并且计数脉冲调变信号所产生的脉冲数目，当到达预设脉冲数目时产生该区段结束信号。本发明专利技术提供的用于伺服马达系统的控制装置，能够即时的输出指令脉冲，并且正确地控制伺服马达的速度与位置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种控制装置与方法，尤其涉及一种运用于伺服马达系统(servomotorsystem)的控制装置与控制方法。
技术介绍
众所周知，由于伺服马达能够精准的控制其速度(velocity)与位置(position)，因此现今的自动化工业以及精密加工领域中，伺服马达是不可或缺的元件。举例来说，在机械手臂或者机械工作平台领域中，利用多个伺服马达的组合，更可以让机械手臂或者机械工作平台进行多维度(dimension)的操作。请参照图1，其所绘示为伺服马达系统示意图。伺服马达系统115包括：驱动器(driver)120、伺服马达130、光电编码器(opticalencoder)140。控制装置110根据使用者的设定，输出指令脉冲(commandpulses)至伺服马达系统115，用以进行伺服马达130的速度与转向控制。再者，伺服马达系统115为一闭回路控制系统(close-loopcontrolsystem)。其中，驱动器120根据指令脉冲与反馈脉冲(feedbackpulses)来产生驱动电流(drivingcurrent)至伺服马达130以控制伺服马达130的速度与转向。再者，光电编码器140根据伺服马达130的速度与转向产生反馈脉冲至驱动器120。当然，光电编码器140仅是一种反馈元件，也可以由其他装置所取代，例如解角器(resolver)。基本上，将图1所示的伺服马达系统115安装于机械手臂或者机械工作平台后，使用者即可利用控制装置110输出指令脉冲至伺服马达系统115，并使得机械手臂或者机械工作平台进行1个维度的操作。当然，将三组相同于图1的伺服马达系统安装于机械手臂或者机械工作平台即可进行三个维度的运作。换言之，利用三个控制装置分别输出指令脉冲至对应的伺服马达系统，即可使得机械手臂或者机械工作平台进行3个维度的操作。因此，如何能够即时的输出指令脉冲，并且正确地控制伺服马达的速度与位置即为本专利技术所欲实现的目的。
技术实现思路
为达到上述目的，本专利技术提供一种运用于伺服马达系统的控制装置与控制方法，以解决无法正确控制伺服器马达的速度与位置的技术问题。本专利技术有关于一种运用于伺服马达系统的控制装置，产生一指令脉冲至一伺服马达系统，该控制装置包括：一区段参数储存电路，储存多个区段参数，且每一该区段参数包括：一目标速度数值、一增量与一预设脉冲数目，其中当该区段参数储存电路输出一第一区段参数之后，接收到一区段结束信号时，该区段参数储存电路输出一第二区段参数；一速度叠加电路，接收该第二区段参数中的该目标速度数值与该增量并产生一现在速度数值，其中该现在速度数值会由该第一区段参数中的该目标速度数值变化至该第二区段参数中的该目标速度数值；一速度转换电路，接收该现在速度数值并据以产生一脉冲调变信号；以及一脉冲比较电路，将该脉冲调变信号转换为该指令脉冲中的一第一信号，其中该脉冲比较电路接收该预设脉冲数目并计数该脉冲调变信号所产生的脉冲数目，当该脉冲调变信号产生的脉冲数目到达该预设脉冲数目时，产生该区段结束信号。本专利技术有关于一种控制方法，用于一控制装置产生一指令脉冲至一伺服马达系统，该控制方法包括：(a)根据一区段结束信号，控制该伺服马达系统结束一第一区段并开始一第二区段，其中于该第一区段时，根据一第一区段参数产生该指令脉冲，且于该第二区段时，根据一第二区段参数产生该指令脉冲；(b)接收该第二区段参数中的一目标速度数值、一增量与一预设脉冲数目；(c)设定一现在速度数值等于该第一区段参数中的该目标速度数值；(d)判断一脉冲调变信号产生的脉冲数目是否到达该预设脉冲数目；其中于该脉冲调变信号产生的脉冲数目到达该预设脉冲数目时，结束该第二区段；(e)于该脉冲调变信号产生的脉冲数目尚未到达该预设脉冲数目时，判断该现在速度数值是否到达该第二区段中的该目标速度数值；其中，当该现在速度数值到达该目标速度数值时，回到该步骤(d)；以及(f)当该现在速度数值尚未到达该第二区段中的该目标速度数值时，更新该现在速度数值等于该现在速度数值加上一修正增量，并回到该步骤(d)，其中该修正增量等于该增量乘上一权重；其中，该控制装置根据该现在速度数值来产生该脉冲调变信号并决定该脉冲调变信号的频率，且该脉冲调变信号为该指令脉冲中的一第一信号。本专利技术提供的用于伺服马达系统的控制装置，能够即时的输出指令脉冲，并且正确地控制伺服马达的速度与位置。附图说明图1所绘示为伺服马达系统示意图。图2A的脉冲格式为单一脉冲方向(OnePulseDirection)指令脉冲。图2B的脉冲格式为A/B相位(A/Bphase)指令脉冲。图2C的脉冲格式为顺逆时钟转动(ClockwiseCounterclockwise)指令脉冲。图3所绘示为本专利技术运用于伺服马达系统的控制装置。图4A所绘示为区段参数储存电路示意图。图4B所绘示为速度叠加电路示意图。图4C所绘示为速度转换电路示意图。图4D与图4E所绘示为脉冲调变信号PWM产生器的一实施例及其相关信号示意图。图5A所绘示为本专利技术运用于伺服马达系统的控制方法。图5B所绘示为脉冲调变信号PWM频率变化示意图。图6所绘示为本专利技术另一速度叠加电路示意图。图7A所绘示为本专利技术运用于伺服马达系统的另一控制方法。图7B所绘示为脉冲调变信号PWM频率变化示意图。图8所绘示为另一区段参数储存电路示意图。附图标记说明：110：控制装置115：伺服马达系统120：驱动器130：伺服马达140：光电编码器300：控制装置310：速度叠加电路312、612：速度加法器314、614：速度限制器320：速度转换电路322：PWM产生器330：区段控制电路332：脉冲比较电路336、800：区段参数储存电路360：伺服马达系统371、377：计数器373：除法器375、379：比较器616：运算滤波器618：权重对照表具体实施方式为了对本专利技术的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合附图说明书附图，作详细说明如下：基本上，控制装置根据伺服马达系统的格式，可产生多种脉冲格式的指令脉冲。其中，指令脉冲中包括a1信号与a2信号。详细说明如下：图2A的脉冲格式为单一脉冲方向(OnePulseDirection)指令脉冲示意图。其中，a1信号的脉冲频率(frequency)可进一步控制驱动器(driver)来改变驱动电流的频率，而驱动电流的频率即可用来控制伺服马达的速度。举例来说，当a1信号脉冲频率越高(脉冲宽度越窄)，伺服马达230的速度会加快；反之，当a1信号脉冲频率越低(脉冲宽度越宽)，伺服马达230的速度会减慢。再者，a2信号用来指示转动方向。因此，由a2信号可知，于时间点t1时，伺服马达被控制往第一方向(例如顺时钟方向)转动；而于时间点t2时，伺服马达被控制往第二方向(例如逆时钟方向)转动。图2B的脉冲格式为A/B相位(A/Bphase)指令脉冲示意图。其中，指令脉冲中包括a1信号与a2信号。当a1信号的脉冲相位超前a2信号的脉冲相位90度时，指令脉冲可控制伺服马达进行第一方向的转动；反之，当a1信号的脉冲相位落后a2信号的脉冲相位90度时，代表指令脉冲可控制伺服马达进行第二方向的转动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种运用于伺服马达系统的控制装置，产生一指令脉冲至一伺服马达系统，其特征在于，该控制装置包括：一区段参数储存电路，储存多个区段参数，且每一该区段参数包括：一目标速度数值、一增量与一预设脉冲数目，其中当该区段参数储存电路输出一第一区段参数之后，接收到一区段结束信号时，该区段参数储存电路输出一第二区段参数；一速度叠加电路，接收该第二区段参数中的该目标速度数值与该增量并产生一现在速度数值，其中该现在速度数值会由该第一区段参数中的该目标速度数值变化至该第二区段参数中的该目标速度数值；一速度转换电路，接收该现在速度数值并据以产生一脉冲调变信号；以及一脉冲比较电路，将该脉冲调变信号转换为该指令脉冲中的一第一信号，其中该脉冲比较电路接收该预设脉冲数目并计数该脉冲调变信号所产生的脉冲数目，当该脉冲调变信号产生的脉冲数目到达该预设脉冲数目时，产生该区段结束信号。

【技术特征摘要】
1.一种运用于伺服马达系统的控制装置，产生一指令脉冲至一伺服马达系统，其特征在于，该控制装置包括：一区段参数储存电路，储存多个区段参数，且每一该区段参数包括：一目标速度数值、一增量与一预设脉冲数目，其中当该区段参数储存电路输出一第一区段参数之后，接收到一区段结束信号时，该区段参数储存电路输出一第二区段参数；一速度叠加电路，接收该第二区段参数中的该目标速度数值与该增量并产生一现在速度数值，其中该现在速度数值会由该第一区段参数中的该目标速度数值变化至该第二区段参数中的该目标速度数值；一速度转换电路，接收该现在速度数值并据以产生一脉冲调变信号；以及一脉冲比较电路，将该脉冲调变信号转换为该指令脉冲中的一第一信号，其中该脉冲比较电路接收该预设脉冲数目并计数该脉冲调变信号所产生的脉冲数目，当该脉冲调变信号产生的脉冲数目到达该预设脉冲数目时，产生该区段结束信号。2.如权利要求1所述的运用于伺服马达系统的控制装置，其特征在于，该指令脉冲为一A/B相位的指令脉冲、一单一脉冲方向的指令脉冲、或者一顺逆时钟转动的指令脉冲。3.如权利要求1所述的运用于伺服马达系统的控制装置，其特征在于，每一该区段参数还包括：一方向信号，且该脉冲比较电路根据该方向信号产生该指令脉冲中的一第二信号。4.如权利要求2所述的运用于伺服马达系统的控制装置，其特征在于，该区段参数储存电路中包括一存储器用以储存所述多个区段参数。5.如权利要求1所述的运用于伺服马达系统的控制装置，其特征在于，该速度叠加电路包括：一速度加法器，将该现在速度数值加上该增量成为一叠加速度数值；以及一速度限制器，将该叠加速度数值转换为该现在速度速值，其中，当该
\t叠加速度数值到达该第二区段参数的该目标速度数值时，将该叠加速度数值转换为该现在速度速值并且停止变化该现在速度速值。6.如权利要求5所述的运用于伺服马达系统的控制装置，其特征在于，该速度加法器经过一插补周期后，将该现在速度数值加上该增量成为该叠加速度数值。7.如权利要求6所述的运用于伺服马达系统的控制装置，其特征在于，该插补周期为可修改的一时间周期。8.如权利要求1所述的运用于伺服马达系统的控制装置，其特征在于，该速度叠加电路包括：一权重对照表，记录多个权重；一运算滤波器，连接至该权重对照表并接收该增量，其中该运算滤波器根据所述多个权重将该增量修改为一修正增量；一速度加法器，将该现在速度数值加上该修改增量成为一叠加速度数值；以及一速度限制器，将该叠加速度数值转换为该现在速度速值，其中，当该叠加速度数值到达该第二区段参数的该目标速度数值时，将该叠加速度数值转换为该现在速度速值并且停止变化该现在速度速值。9.如权利要求1所述的运用于伺服马达系统的控制装置，其特征在于，该速度转换电路中包括一脉冲调变信号产生器，接收一系统时脉、该现在速度数值与一责任周期数值，并且据以产生该脉冲调变信号。10.如权利要求9所述的运用于伺服马达系统的控制装置，其特征在于，该脉冲调变信号的频率比例于该现在速度数值，并且该脉冲调变信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：岑伟伦，石博元，
申请(专利权)人：金丽科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71