一种抽油机直线电机的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种抽油机直线电机的控制方法，包括电机转子初始化、编程、输出DA转化器、消除偏差以及计算控制输出量的步骤；本发明专利技术涉及的控制方法更加的科学合理，该直线电机的控制方法运用于抽烟机中，可精确控制直线电机的位置以及速度，避免位置和速度出现偏差，提高了控制方法的通用性、实时性以及直线电机的抗干扰能力，并且可以有效提高控制方法的精度和动态响应性。

A control method of linear motor of pumping unit

【技术实现步骤摘要】
一种抽油机直线电机的控制方法
本专利技术涉及电机
，具体为一种抽油机直线电机的控制方法。
技术介绍
随着工业技术的发展，各种电机在生产和生活中应用愈发广泛，在工业生产中，直线电机广泛应用于抽烟机中，直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置，传统的抽烟机中的直线电机在实际控制中存在位置以及速度偏差的问题，精确度不高；为此，我们提出一种抽油机直线电机的控制方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种抽油机直线电机的控制方法，以解决
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种抽油机直线电机的控制方法，包括以下步骤：S1：将直线电机转子位置进行初始化，即把转子角度的初始值清零；S2：选择脉冲控制的驱动器，向初始化的直线电机运动控制卡系统内输入控制直线电机的加速度、加速时间以及最高速度的总线指令，编程时使用控制卡系统内的运动函数组件运动曲线；S3：利用信号转换器将的到的总线指令发送至ARM控制器，ARM控制器通过主定时器模块读取的数据信号以及上位机发送的控制参数，并根据预设的复合控制算法获取控制输出量，将该控制输出量输出至DA转化器；S4：DA转化器将所述控制输出量由数字量形式转变为模拟量形式，然后将其输出至直线电机驱动器，通过直线电机驱动器控制直线电机高速高精度的跟随期望信号，向着消除偏差的方向运动，直至偏差为零；S5：通过轨迹跟踪算法计算直线电机驱动横梁所需推力，根据获得的推力，通过内力调节算法计算分配到各直线电机所需推力的控制输出量，通过得到的控制输出量，驱动直线电机运动，并将直线电机的位置/速度作为实时反馈；S6：直线电机驱动器与数字信号处理器以及直线电机相连，数字信号处理器与直线电机驱动器及包含MFAC控制器的上位PC计算机相连，MFAC控制器的功能是给直线电机驱动器提供控制信号，直线电机驱动器通过MFAC控制器发出的控制信号，驱动直线电机实现位置和速度的精确控制，并通过处理器转化成位置反馈数据以及位置期望数据、速度反馈数据以及速度期望数据；S7：ARM控制器根据位置反馈数据、位置期望数据计算位置环偏差，并将所述位置环偏差输入PID位置闭环，以获取位置环PID控制量；ARM控制器根据速度反馈数据、速度期望数据计算速度环偏差，并将所述速度环偏差输入PID速度闭环，以获取速度环PID控制量；优选的，所述S1中电机转子位置初始化的方法是生成一个固定的PWM脉冲序列，该序列作用在某一相，然后将电机锁定在某一磁极，实现初始化。优选的，所述S4中的直线电机驱动器包括速度环控制单元以及电流环控制单元，所述电流环控制单元的主要作用是实现快速的动态响应，保持电流在动态响应过程中不出现过大的超调；所述速度环控制单元的作用是增强系统抗负载的扰动能力，抑制速度波动，具有速度脉动小、频率响应快、调速范围宽为主的要求。优选的，所述S5中的轨迹跟踪算法采用PID控制算法、鲁棒控制算法、自适应控制算法、滑模变结构控制算法或迭代学习控制算法的任意一种。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术涉及的控制方法更加的科学合理，该直线电机的控制方法运用于抽烟机中，可精确控制直线电机的位置以及速度，避免位置和速度出现偏差，提高了控制方法的通用性、实时性以及直线电机的抗干扰能力，并且可以有效提高控制方法的精度和动态响应性。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：一种抽油机直线电机的控制方法，包括以下步骤：S1：将直线电机转子位置进行初始化，即把转子角度的初始值清零；S2：选择脉冲控制的驱动器，向初始化的直线电机运动控制卡系统内输入控制直线电机的加速度、加速时间以及最高速度的总线指令，编程时使用控制卡系统内的运动函数组件运动曲线；S3：利用信号转换器将的到的总线指令发送至ARM控制器，ARM控制器通过主定时器模块读取的数据信号以及上位机发送的控制参数，并根据预设的复合控制算法获取控制输出量，将该控制输出量输出至DA转化器；S4：DA转化器将控制输出量由数字量形式转变为模拟量形式，然后将其输出至直线电机驱动器，通过直线电机驱动器控制直线电机高速高精度的跟随期望信号，向着消除偏差的方向运动，直至偏差为零；S5：通过轨迹跟踪算法计算直线电机驱动横梁所需推力，根据获得的推力，通过内力调节算法计算分配到各直线电机所需推力的控制输出量，通过得到的控制输出量，驱动直线电机运动，并将直线电机的位置/速度作为实时反馈；S6：直线电机驱动器与数字信号处理器以及直线电机相连，数字信号处理器与直线电机驱动器及包含MFAC控制器的上位PC计算机相连，MFAC控制器的功能是给直线电机驱动器提供控制信号，直线电机驱动器通过MFAC控制器发出的控制信号，驱动直线电机实现位置和速度的精确控制，并通过处理器转化成位置反馈数据以及位置期望数据、速度反馈数据以及速度期望数据；S7：ARM控制器根据位置反馈数据、位置期望数据计算位置环偏差，并将位置环偏差输入PID位置闭环，以获取位置环PID控制量；ARM控制器根据速度反馈数据、速度期望数据计算速度环偏差，并将速度环偏差输入PID速度闭环，以获取速度环PID控制量；进一步地，S1中电机转子位置初始化的方法是生成一个固定的PWM脉冲序列，该序列作用在某一相，然后将电机锁定在某一磁极，实现初始化。进一步地，S4中的直线电机驱动器包括速度环控制单元以及电流环控制单元，电流环控制单元的主要作用是实现快速的动态响应，保持电流在动态响应过程中不出现过大的超调；速度环控制单元的作用是增强系统抗负载的扰动能力，抑制速度波动，具有速度脉动小、频率响应快、调速范围宽为主的要求。进一步地，S5中的轨迹跟踪算法采用PID控制算法。实施例2：一种抽油机直线电机的控制方法，包括以下步骤：S1：将直线电机转子位置进行初始化，即把转子角度的初始值清零；S2：选择脉冲控制的驱动器，向初始化的直线电机运动控制卡系统内输入控制直线电机的加速度、加速时间以及最高速度的总线指令，编程时使用控制卡系统内的运动函数组件运动曲线；S3：利用信号转换器将的到的总线指令发送至ARM控制器，ARM控制器通过主定时器模块读取的数据信号以及上位机发送的控制参数，并根据预设的复合控制算法获取控制输出量，将该控制输出量输出至DA转化器；S4：DA转化器将控制输出量由数字量形式转变为模拟量形式，然后将其输出至直线电机驱动器，通过直线电机驱动器控制直线电机高速高精度的跟随期望信号，向着消除偏差的方向运动，直至偏差为零；S5：通过轨迹跟踪算法计算直线电机驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抽油机直线电机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：将直线电机转子位置进行初始化，即把转子角度的初始值清零；/nS2：选择脉冲控制的驱动器，向初始化的直线电机运动控制卡系统内输入控制直线电机的加速度、加速时间以及最高速度的总线指令，编程时使用控制卡系统内的运动函数组件运动曲线；/nS3：利用信号转换器将的到的总线指令发送至ARM控制器，ARM控制器通过主定时器模块读取的数据信号以及上位机发送的控制参数，并根据预设的复合控制算法获取控制输出量，将该控制输出量输出至DA转化器；/nS4：DA转化器将所述控制输出量由数字量形式转变为模拟量形式，然后将其输出至直线电机驱动器，通过直线电机驱动器控制直线电机高速高精度的跟随期望信号，向着消除偏差的方向运动，直至偏差为零；/nS5：通过轨迹跟踪算法计算直线电机驱动横梁所需推力，根据获得的推力，通过内力调节算法计算分配到各直线电机所需推力的控制输出量，通过得到的控制输出量，驱动直线电机运动，并将直线电机的位置/速度作为实时反馈；/nS6：直线电机驱动器与数字信号处理器以及直线电机相连，数字信号处理器与直线电机驱动器及包含MFAC控制器的上位PC计算机相连，MFAC控制器的功能是给直线电机驱动器提供控制信号，直线电机驱动器通过MFAC控制器发出的控制信号，驱动直线电机实现位置和速度的精确控制，并通过处理器转化成位置反馈数据以及位置期望数据、速度反馈数据以及速度期望数据；/nS7：ARM控制器根据位置反馈数据、位置期望数据计算位置环偏差，并将所述位置环偏差输入PID位置闭环，以获取位置环PID控制量；ARM控制器根据速度反馈数据、速度期望数据计算速度环偏差，并将所述速度环偏差输入PID速度闭环，以获取速度环PID控制量。/n...

【技术特征摘要】
1.一种抽油机直线电机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将直线电机转子位置进行初始化，即把转子角度的初始值清零；
S2：选择脉冲控制的驱动器，向初始化的直线电机运动控制卡系统内输入控制直线电机的加速度、加速时间以及最高速度的总线指令，编程时使用控制卡系统内的运动函数组件运动曲线；
S3：利用信号转换器将的到的总线指令发送至ARM控制器，ARM控制器通过主定时器模块读取的数据信号以及上位机发送的控制参数，并根据预设的复合控制算法获取控制输出量，将该控制输出量输出至DA转化器；
S4：DA转化器将所述控制输出量由数字量形式转变为模拟量形式，然后将其输出至直线电机驱动器，通过直线电机驱动器控制直线电机高速高精度的跟随期望信号，向着消除偏差的方向运动，直至偏差为零；
S5：通过轨迹跟踪算法计算直线电机驱动横梁所需推力，根据获得的推力，通过内力调节算法计算分配到各直线电机所需推力的控制输出量，通过得到的控制输出量，驱动直线电机运动，并将直线电机的位置/速度作为实时反馈；
S6：直线电机驱动器与数字信号处理器以及直线电机相连，数字信号处理器与直线电机驱动器及包含MFAC控制器的上位PC计算机相连，MFAC控制器的功能是给直线电机驱动器提供控制信号，直线电机驱动器通过MFAC控制器发出的控制信号，驱动直...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐伟，李明贤，董义鹏，
申请(专利权)人：淄博智科电气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37