电机速度控制方法、装置、系统以及机器人制造方法及图纸

本申请的实施例提供了一种电机速度控制方法、装置、系统以及机器人。该电机速度控制方法包括：根据转子的位置信号，计算电机的第一速度；获取定子的绕组的相电压和相电流；根据绕组的相电压和相电流，计算电机的第二速度；若第一速度和第二速度中的任一速度大于预设安全速度，则对电机进行降速处理。本申请实施例的技术方案通过电机的相电压和相电流实现电机速度的冗余通道的检测，既降低了对电机速度的检测成本，又保证了电机使用的安全性。

【技术实现步骤摘要】
电机速度控制方法、装置、系统以及机器人
本申请涉及机器人安全控制
，具体而言，涉及一种电机速度控制方法、装置、系统以及一种机器人。
技术介绍
机器人的安全性是用户非常关注的产品属性，为实现机器人在安全门以内示教，需要机器人满足安全限速功能。目前，大部分工业机器人的位置/速度检测依赖于机器人关节上的伺服电机编码器。如果需要通过编码器直接实现冗余的速度检测，则需要编码器具有至少两个独立的速度检测单元，且编码器需要与机器人控制器之间通过安全的通信协议进行通信。满足以上要编码器尚未普及且成本较高。需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
本申请的实施例提供了一种电机速度控制方法，进而至少在一定程度上可以克服以上问题。本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。根据本申请实施例的一个方面，提供了一种电机速度控制方法。电机具有转子和定子，该方法包括:根据转子的位置信号，计算电机的第一速度；获取定子的绕组的相电压和相电流；根据绕组的相电压和相电流，计算电机的第二速度；若第一速度和第二速度中的任一速度大于预设安全速度，则对电机进行降速处理。根据本申请实施例的一个方面，提供了一种电机速度控制装置,包括：第一计算单元，用于根据转子的位置信号，计算电机的第一速度；获取单位，用于获取定子的绕组的相电压和相电流；第二计算单元，用于根据绕组的相电压和相电流，计算电机的第二速度；处理单元，用于若第一速度和第二速度中的任一速度大于预设安全速度，则对电机进行降速处理。根据本申请实施例的一个方面，提供了一种电机速度控制系统,包括：电机，具有定子和转子；电机驱动电路，与电机连接，用于控制电机运动；相电流和相电压检测模块，用于检测定子的绕组的相电压和相电流；估计模块，与相电流和相电压检测模块连接，用于根据各个绕组的相电压和相电流，计算电机的第一速度；编码器，与电机连接，用于获得转子的位置信号；编码器接口电路，与编码器通讯连接，用于处理并传递转子的位置信号；计算模块，与编码器接口电路连接，用于根据转子的位置信号，计算电机的第二速度；处理模块，与计算模块和估计模块连接，用于根据电机的第一速度和第二速度，对电机的速度进行处理。根据本申请实施例的一个方面，提供了一种机器人，包括：机器人本体；电机，用于驱动机器人本体进行运动；以及电机控制器，电机控制器用于执行如前所述的电机速度控制方法，以对电机进行控制。在本申请的一些实施例所提供的技术方案中，通过检测电机的相电压和相电流，实现电机冗余的速度检测，降低了检测成本，通过将两个通道检测的第一速度和第二速度分别与预设安全速度对比，若任一速度超过预设安全速度，对电机进行降速处理，保证了电机的使用安全性。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1示出了根据本申请的一个实施例的电机速度控制方法的流程图；图2是图1所示的电机速度控制方法的步骤S130的一个实施例的流程图；图3是本申请一个实施例示出的锁相环(相位锁栓回路，PhaseLockedLoop)原理的框图；图4示出了根据本申请的一个实施例的电机速度控制装置400的框图；图5示出了根据本申请的一个实施例的电机速度控制系统500的框图。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本申请将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在本说明书的描述中，术语“一个实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。以下对本申请实施例的技术方案的实现细节进行详细阐述：图1示出了根据本申请的一个实施例的电机速度控制方法的流程图。如图1所示，该方法至少可以包括步骤S110至步骤S140。步骤S110，根据转子的位置信号，计算电机的第一速度。电机，是指根据电磁感应定律，对电能进行转换的电磁设备。从结构上看，电机主要由转子和定子组成，定子具有绕组，电机利用通电的定子绕组(线圈)产生旋转磁场并作用于转子形成磁电动力旋转扭矩。首先，需要获得转子的位置信号，其中，转子的位置信号包括转子的角位移、直线位移等。可以采用位置反馈元件进行转子的位置信号的获得，示意性的，可以采用霍尔传感器获得电机的位置信号，霍尔传感器是由若干霍尔元件组成的，配合电机转子磁极的变化从而给出转子磁极与定子线圈的相对位置。在另外的实施例中，还可以由旋转变压器获得并反馈转子的位置信号，由于旋转变压器输出的是模拟量正余弦信号，而不是方波脉冲信号，可以通过一个接口电路，来实现模拟信号到控制系统数字信号的转换，以方便该电机的控制器识别。在另外的实施例中，还可以采用编码器获得并反馈转子的位置信号，编码器通过光电变换，可将输出轴的角位移、角速度、直线位移等机械量转换成相应的电脉冲以数字量输出，从而反馈转子的位置信号。示意性的，以增量式编码器为例，增量式编码器将位移转换成周期性的电信号，再把该电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。当得到位置反馈元件反馈的转子的位置信号后，可以根据从位置信号获得的转子的角位移、直线位移等计算电机的速度。需要说明的是，此处可以是计算电机的机械角速度，也可以是计算电机的电角速度，其中，电机的机械角速度乘以电机极对数等于电机的电角速度。示意性的，若采用编码器进行电机的位置信号的反馈，通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机速度控制方法，所述电机具有转子和定子，其特征在于，包括：/n根据所述转子的位置信号，计算所述电机的第一速度；/n获取所述定子的绕组的相电压和相电流；/n根据所述绕组的相电压和相电流，计算所述电机的第二速度；/n若所述第一速度和所述第二速度中的任一速度大于所述预设安全速度，则对所述电机进行降速处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种电机速度控制方法，所述电机具有转子和定子，其特征在于，包括：
根据所述转子的位置信号，计算所述电机的第一速度；
获取所述定子的绕组的相电压和相电流；
根据所述绕组的相电压和相电流，计算所述电机的第二速度；
若所述第一速度和所述第二速度中的任一速度大于所述预设安全速度，则对所述电机进行降速处理。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述绕组的相电压和相电流，计算所述电机的第二速度，包括：
将所述绕组的相电压和相电流输入至磁通观测器，得到所述转子的q轴的估计磁通值；
根据所述q轴的估计磁通值，得到所述转子的电角速度；
根据所述转子的电角速度与电机极对数之间的比值，确定所述转子的第二速度。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述绕组的相电压和相电流输入至磁通观测器，得到所述转子的q轴的估计磁通值，包括：
将所述绕组的相电压和相电流转换至静止二相坐标系中的α轴相电压和相电流，及β轴相电压和相电流；
将所述α轴相电压和相电流和所述β轴相电压和相电流输入至磁通观测器中，得到所述α轴的磁通值以及所述β轴的磁通值；
将所述α轴的磁通值以及所述β轴的磁通值转换为所述转子的q轴的估计磁通值。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述q轴的磁通值，得到所述电机的转子的电角速度，包括：
将所述q轴的磁通值作为锁相对象输入锁相环，将所述转子的电角度作为被锁对象，估计所述转子的电角速度。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述定子的绕组的相电压和相电流，包括：
获得驱动所述电机运动的驱动电路的母线电压的值，以及所述母线电压的占空比；
根据所述母线电压的值以及所述占空比，计算所述定子的绕组的相电压和相电流。


6.根据权利要求1所述的方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国柱，
申请(专利权)人：库卡机器人广东有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44