直线电机控制系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种直线电机控制系统，所述控制系统包括位置控制模块、速度控制模块、机电模块及传感模块；所述位置控制模块接收位置控制信号并输出速度控制信号至所述速度控制模块后输出电流控制信号；所述机电模块包括电流控制模块、力控制模块及电机，所述传感模块获取所述电机反馈的位置反馈信号、速度反馈信号及电流反馈信号，所述位置控制模块依据所述位置反馈信号调整输出所述速度控制信号，所述速度控制模块依据所述速度反馈信号调整输出所述电流控制信号；所述力控制模块依据所述位置反馈信号、所述电流反馈信号进行力补偿并输出电流补偿信号，所述电流控制模块依据所述电流反馈信号、所述电流补偿信号调整输出所述电流控制信号。

【技术实现步骤摘要】
直线电机控制系统
本技术涉及电机控制
，尤其涉及一种直线电机控制系统。
技术介绍
目前，直线电机及其驱动器的生产技术和应用技术在工业发达国家正处于发展阶段，并作为一种崭新的进给方式呈现出极大的生命力，在国外已进入工业应用阶段，但国内直线电机的研究和应用尚处于起步阶段，而三闭环(电流环，速度环，位置环)控制在工业领域以成熟应用于伺服电机，可以参考该控制方法并在直线电机上进行应用。因此，有必要提供一种直线电机控制系统以解决上述技术问题。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术的一种实施例提供一种直线电机控制系统，所述控制系统包括位置控制模块、速度控制模块、机电模块及传感模块；所述位置控制模块连接所述速度控制模块，用于接收位置控制信号并输出速度控制信号；所述速度控制模块用于接收所述速度控制信号并输出电流控制信号；所述机电模块连接所述速度控制模块，包括电流控制模块、力控制模块及电机，所述电流控制模块用于接收所述电流控制信号并依据所述电流控制信号控制所述电机的位置；所述传感模块连接所述位置控制模块、所述速度控制模块、所述机电模块，用于获取所述电机反馈的位置反馈信号、速度反馈信号及电流反馈信号，所述位置控制模块依据所述位置反馈信号调整输出所述速度控制信号，所述速度控制模块依据所述速度反馈信号调整输出所述电流控制信号；所述力控制模块依据所述位置反馈信号、所述电流反馈信号进行力补偿并输出电流补偿信号，所述电流控制模块依据所述电流反馈信号、所述电流补偿信号调整输出所述电流控制信号。根据本技术的一种实施例，所述传感模块包括第一传感单元、第二传感单元，所述第一传感单元连接于所述位置控制模块、所述速度控制模块及所述电机，用于获取所述位置反馈信号，并依据所述位置反馈信号获取所述速度反馈信号，所述第二传感单元连接于所述电流控制模块、所述力控制模块，用于获取所述电流反馈信号。根据本技术的一种实施例，所述力控制模块包括力观测单元、齿槽力单元，所述力观测单元连接所述第一传感单元、所述第二传感单元，用于依据所述电流反馈信号、所述位置反馈信号获取所述电机的电机常数，所述齿槽力单元连接所述第一传感单元，用于依据所述位置反馈信号获取所述电机的齿槽力。根据本技术的一种实施例，所述力控制模块还包括力补偿单元，所述力补偿单元连接所述力观测单元、所述齿槽力单元，用于依据所述电机常数、所述齿槽力及所述电机的预设负载进行力补偿，以使所述电机的预设负载的力与所述电机的实际负载的力的差值小于预设阈值时，输出力补偿结果。根据本技术的一种实施例，所述电流控制模块包括电流控制器，所述电流控制器连接所述力控制模块，用于依据所述力补偿结果输出所述电流补偿信号。根据本技术的一种实施例，所述电流控制模块包括驱动单元、电流转换单元，所述驱动单元连接所述速度控制模块，用于依据所述电流控制信号将外接电压转换为驱动所述电机的驱动电压，所述电流转换单元连接所述驱动单元及所述电机，用于依据所述电机的物理参数、所述驱动电压获取驱动电流，所述电机在所述驱动电流的驱动下依据所述电机的实际负载、所述电机的电机常数输出所述电机的位置。根据本技术的一种实施例，所述机电模块还包括反电动力势模块，所述反电动力势模块连接所述电流控制模块及所述电机，用于依据所述电机的位置调整输出所述驱动电流。根据本技术的一种实施例，所述位置控制模块包括位置控制器，所述速度控制模块包括速度控制器。根据本技术的一种实施例，所述电流控制器、所述位置控制器、所述速度控制器均为PI控制器。相较于现有技术，本技术的一种直线电机控制系统，通过所述位置控制模块依据所述位置反馈信号调整输出所述速度控制信号，所述速度控制模块依据所述速度反馈信号调整输出所述电流控制信号；所述力控制模块依据所述位置反馈信号、所述电流反馈信号进行力补偿并输出电流补偿信号，所述电流控制模块依据所述电流反馈信号、所述电流补偿信号调整输出所述电流控制信号实现所述直线电机控制系统对所述电机的精确控制。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1是本技术一实施例的直线电机控制系统的结构示意图。图2是本技术一实施例的直线电机控制系统的原理示意图。图3是本技术一实施例的直线电机控制系统的力控制模块原理示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。此外，术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。请一并参阅图1、图2及图3，图1是本技术一实施例的直线电机控制系统1的结构示意图，图2是本技术一实施例的直线电机控制系统1的原理示意图，图3是本技术一实施例的直线电机控制系统1的力控制模块132原理示意图。直线电机控制系统1包括位置控制模块11、速度控制模块12、机电模块13及传感模块14。根据本技术的一种实施例，所述位置控制模块11包括位置控制器111，所述速度控制模块12包括速度控制器121，本实施例中，所述位置控制器111、所述速度控制器121均为PI控制器。所述位置控制模块11连接所述速度控制模块12，所述机电模块13连接所述速度控制模块12，所述位置控制模块11接收位置控制信号x*，经过所述位置控制器111输出速度控制信号v*至所述速度控制模块12，所述速度控制模块12的所述速度控制器121依据所述速度控制信号v*输出电流控制信号i*；所述机电模块14连接所述速度控制模块12，本实施例中，所述机电模块14包括电流控制模块131、力控制模块132及电机133，其中，所述电流控制模块131还包括电流控制器131a，所述电流控制器131a连接所述力控制模块132，其中，所述电流控制器也为PI控制器。所述电流控制模块131接收所述速度控制模块12输出的所述电流控制信号i*后依据所述电流控制信号i*控制所述电机133的位置x。具体的，所述电流控制模块131包括驱动单元131b、电流转换单元131c，所述驱动单元131b连接所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直线电机控制系统，其特征在于，所述控制系统包括位置控制模块、速度控制模块、机电模块及传感模块；/n所述位置控制模块连接所述速度控制模块，用于接收位置控制信号并输出速度控制信号；/n所述速度控制模块用于接收所述速度控制信号并输出电流控制信号；/n所述机电模块连接所述速度控制模块，包括电流控制模块、力控制模块及电机，所述电流控制模块用于接收所述电流控制信号并依据所述电流控制信号控制所述电机的位置；/n所述传感模块连接所述位置控制模块、所述速度控制模块、所述机电模块，用于获取所述电机反馈的位置反馈信号、速度反馈信号及电流反馈信号，所述位置控制模块依据所述位置反馈信号调整输出所述速度控制信号，所述速度控制模块依据所述速度反馈信号调整输出所述电流控制信号；所述力控制模块依据所述位置反馈信号、所述电流反馈信号进行力补偿并输出电流补偿信号，所述电流控制模块依据所述电流反馈信号、所述电流补偿信号调整输出所述电流控制信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种直线电机控制系统，其特征在于，所述控制系统包括位置控制模块、速度控制模块、机电模块及传感模块；
所述位置控制模块连接所述速度控制模块，用于接收位置控制信号并输出速度控制信号；
所述速度控制模块用于接收所述速度控制信号并输出电流控制信号；
所述机电模块连接所述速度控制模块，包括电流控制模块、力控制模块及电机，所述电流控制模块用于接收所述电流控制信号并依据所述电流控制信号控制所述电机的位置；
所述传感模块连接所述位置控制模块、所述速度控制模块、所述机电模块，用于获取所述电机反馈的位置反馈信号、速度反馈信号及电流反馈信号，所述位置控制模块依据所述位置反馈信号调整输出所述速度控制信号，所述速度控制模块依据所述速度反馈信号调整输出所述电流控制信号；所述力控制模块依据所述位置反馈信号、所述电流反馈信号进行力补偿并输出电流补偿信号，所述电流控制模块依据所述电流反馈信号、所述电流补偿信号调整输出所述电流控制信号。


2.根据权利要求1所述直线电机控制系统，其特征在于，所述传感模块包括第一传感单元、第二传感单元，所述第一传感单元连接于所述位置控制模块、所述速度控制模块及所述电机，用于获取所述位置反馈信号，并依据所述位置反馈信号获取所述速度反馈信号，所述第二传感单元连接于所述电流控制模块、所述力控制模块，用于获取所述电流反馈信号。


3.根据权利要求2所述直线电机控制系统，其特征在于，所述力控制模块包括力观测单元、齿槽力单元，所述力观测单元连接所述第一传感单元、所述第二传感单元，用于依据所述电流反馈信号、所述位置反馈信号获取所述电机的电机常数，所述齿槽力单元连接所述第一传感单元，用于依据所述位置反馈信号获取所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹宇，李思阳，
申请(专利权)人：国奥科技深圳有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44