一种在线标定和补偿同步电机伺服系统转矩波动的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种在线标定和补偿同步电机伺服系统转矩波动的方法；将需要标定的驱动器和电机配套后，速度环闭环下控制电机运行在稳定速度，采集速度误差信号和编码器位置信号；通过自适应频率估计算法估计转矩波动频率；由估计出的转矩波动频率在线迭代最优正弦补偿幅度和相位；当误差满足迭代停止条件，将正弦补偿信息存入驱动器完成标定；实时查询编码器位置，生成转矩波动补偿量并加入到电机q轴电流实现补偿。本发明专利技术基于在线频率识别和扰动标定算法，相较普通扰动补偿基于离线数据的算法，本发明专利技术使用实际补偿残差作为指标，逐步迭代出最优补偿率，并且基于机理修正补偿方式，具有补偿精度高、补偿自动化程度高、鲁棒性强等优点。强等优点。强等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种在线标定和补偿同步电机伺服系统转矩波动的方法


[0001]本专利技术涉及永磁同步伺服系统控制领域，尤其涉及一种在线标定和补偿同步电机伺服系统转矩波动的方法。

技术介绍

[0002]伺服系统控制的永磁同步电机因其高效率、高精度、高功率因数、大转矩惯量比以及较宽的调速范围等特点受到广泛应用。
[0003]但伺服驱动器和永磁同步电机在运行过程中都由不可避免的转矩波动存在。其中，驱动器带来的转矩波动主要是由驱动器电流采样不平衡导致的电流扰动形成的，永磁同步电机带来的转矩波动主要是由齿槽效应导致的直接转矩扰动形成的，这两种扰动合成为永磁同步电机伺服系统的转矩波动。转矩波动影响了电机的低速性能，在低速加工场合严重影响加工品质，是一个亟待解决的伺服控制问题。
[0004]现有基于电流前馈转矩波动补偿主要基于以下三种方法：
[0005]1.基于FFT的频率提取方法，即根据FFT计算出的幅度较大的几个频率作为扰动频率；
[0006]2.基于模型求逆的离线扰动提取方法，根据先验模型信息计算出补偿量；
[0007]3.实验本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在线标定和补偿同步电机伺服系统转矩波动的方法，其特征在于：步骤S1：将需要标定的电机和驱动器配套后，使电机运行在稳定速度下，采集速度误差信号和编码器位置信号；步骤S2：通过自适应频率估计算法估计转矩波动频率；步骤S3：由估计出的转矩波动频率在线迭代最优正弦补偿幅度和相位；步骤S4：误差满足迭代停止条件，将正弦补偿信息存入驱动器完成标定；步骤S5：实时查询编码器实时位置，生成转矩波动补偿电流加入到电机q轴电流实现补偿。2.根据权利要求1所述在线标定和补偿同步电机伺服系统转矩波动的方法，其特征在于：步骤S1所述将需要标定的电机和驱动器配套后，速度环闭环下控制电机运行在稳定速度，采集速度误差信号和编码器位置信号；具体是：根据机理分析，转矩波动由驱动器和电机同时引起，需将驱动器和电机配套后再标定；使电机运行在稳速下，以消除动态过程带来的影响。3.根据权利要求2所述在线标定和补偿同步电机伺服系统转矩波动的方法，其特征在于：步骤S2所述通过自适应频率估计算法估计转矩波动频率；具体是：自适应频率估计算法的实施方法为，以n时刻的速度误差作为输入，计算n时刻中间状态a
n
，b
n
，进而迭代计算出n时刻估计频率ω
n+1
，以此类推，算法实现公式如下：，以此类推，算法实现公式如下：ω
n+1
＝ω
n
‑
μa
n
b
n
其中，u
n
为n时刻速度误差；a
n
和b
n
为n时刻频率估计的中间状态；ω
n
为n
‑
1时刻估计的频率；ζ为频率估计器调节参数；μ为迭代步长参数；计算出时间域下的转矩波动频率ω
n+1
后，将ω
n+1
除以转速V(单位转/秒)换算到位置域下的扰动频率。4.根据权利要求3所述在线标定和补偿同步电机伺服系统转矩波动的方法，其特征在于：步骤S3所述由估计出的转矩波动频率在线迭代最优正弦补偿幅度和相位；具体是：根据步骤S2获得的N个的转矩波动频率ω
c
，确定补偿量为：
其中，K
di
和K
ei
为待标定的第i个频率的补偿参数；ω
ci
为位置域下第i个扰动频率；...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈勤智，苏为洲，闻成，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：