一种双电机位置协同控制方法技术

本发明专利技术公开了一种双电机位置协同控制方法，应用在从电机跟随主电机运动场景，属于多电机位置协调控制技术领域。本控制方法在位置转速电流三环的基础上增加一个双电机位置协调控制器与位置同步环。其要点在于：所述位置协调控制器采用电子凸轮技术，所述同步环的给定是通过虚轴给定，所述同步环的反馈是两台电机位置的差值。所述同步环的输出作为位置补偿到虚轴。本发明专利技术属于电机控制技术领域，具体是一种双电机位置协同控制方法。对比传统机械位置协同方法，能在工况下，提高双电机位置协同的稳定性，保证双电机位置协同运行。保证双电机位置协同运行。保证双电机位置协同运行。

【技术实现步骤摘要】
一种双电机位置协同控制方法


[0001]本专利技术属于电机控制
，具体涉及一种双电机位置协同控制方法。

技术介绍

[0002]在工业生产加工领域，多电机协同联动智能化生产已成为一种制造业发展趋势。尤其是近年来，多电机协同联动控制技术依靠其控制简便、高效率、易扩展等诸多优势已逐步成为数控机床、工业机器人、纺织机械包装、纺织等工业领域高性能自动化生产系统不可替代的选择。应用多电机协同联动技术，因满足了工业生产控制需求，又降低了设计成本，提高实际生产效率，得到了越来越多的关注，具有良好的应用前景。然而，对于某特殊应用场景下，需保持两电机位置同步运行，从转速同步角度出发，需依赖于超高的转速精度与完美的位置控制，在机械上也是不可能保证这类中间传动装置的精度。因此，通过合理的设计方案提高多电机位置协同的稳定性，保证双电机位置安全可靠协同运行，具有重要研究意义。

技术实现思路

[0003]针对上述现有技术的不足，本专利技术的目的提出一种双电机位置协同控制方法，使得两电机在工况条件下稳定运行，且位置协同精度较高，并将此控制算法扩展到单电机复杂运动轨迹控制，确保位置精度较高，以及扩展到多电机的同步控制，仍能保证不同电机之间以各自的位置同步条件稳定运行，且精度较高。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0005]本专利技术提出了一种双电机位置协同控制方法，将双电机划分成主轴电机和从轴电机，在位置速度电流三环基础上增加位置协调控制器来实现双电机位置控制，并增加位置同步环来实现双电机位置的协同控制。包括如下步骤：
[0006]S1主从电机位置控制经电子凸轮曲线给定；所述电子凸轮曲线参考轴为虚轴；虚轴运动轨迹参数信息包括：每一个阶段虚轴电机运动起点、虚轴电机运动终点与虚轴电机角度增量。
[0007]可选地，根据所每一个阶段虚轴电机运动起点、虚轴电机运动终点，结合应用场景特性，按照多项式类型，生成与所述主从电机运动轨迹对应的电子凸轮曲线；根据所述运动轨迹参数信息中每个控制周期主轴电机角度增量，确定所选所述电子凸轮曲线。根据所述每一个阶段虚轴电机运动起点、虚轴电机运动终点，结合应用场景特性，按照多项式类型，生成与所述虚轴电机运动轨迹对应的从轴电机电子凸轮曲线，还包括：根据主轴电机运动起点与终点，确定电子凸轮位置曲线边界条件；根据双电机应用场景特性，确定电子凸轮速度、加速度、跃度曲线边界条件；使用多项式函数类型，根据所述电子凸轮位置、速度、加速度与跃度边界条件，生成所述目标电子凸轮曲线。
[0008]可选地，根据所述电子凸轮位置、速度、加速度与跃度初始条件，生成所述目标电子凸轮曲线，包括：使用多项式函数类型，根据所述电子凸轮位置、速度、加速度与跃度初始
条件，生成所述目标电子凸轮曲线；
[0009]S2同步环作为位置协同补偿输出到虚轴电机上，同步环反馈是两台电机的位置差值。包括：根据实际应用场景，确定所述虚轴电机运动轨迹；根据虚轴电机运动轨迹与主轴电机电子凸轮曲线指示的主轴电机与虚轴电机对应的位置关系，生成主轴电机位置控制信号；根据虚轴电机运动轨迹和所述同步环输出到虚轴电机的位置补偿，生成从轴电机电子凸轮曲线参考位置；根据从轴电机电子凸轮曲线参考位置与所述的从轴电机电子凸轮曲线指示的从轴电机与参考位置对应的位置关系，生成从轴电机位置控制信号；将主从电机位置控制信号发送至控制所述的位置速度电流三环驱动机构。
[0010]与现有技术相比，本专利技术提出的一种双电机位置协同控制方法具有如下有益效果：
[0011]1、本专利技术提出的采用电子凸轮技术的位置协调控制器，从运动对象位移、速度、加速度等方面考虑，具有好运动轨迹、高运动效率、高协同精度、简单易调节等特点，并且引入虚拟电机作为运动轨迹参考轴，有着可在线调整的优势，应用于多电机位置协同运行场景，可以在很大程度上降低控制复杂流程，提高运行效率和精度。
[0012]2、增加的位置同步环路，反馈为主从电机位置协同差值，输出到对应虚轴电机端，完成主从电机位置协同控制闭环回路，且一定程度上弥补了电子凸轮的劣势，增加了主从电机两者之间的双向反馈调整，减少了多余控制环路，同时提升了系统抗扰性。
[0013]3、采用的位置协调控制器与增加的位置同步环路，两者相结合可以很好的弥补单一电子凸轮曲线缺点，达到两电机之间双向反馈，并通过同步环进行调整，可以扩展多电机位置协同控制，提高多电机协同控制性能，起到高效节能的作用。
附图说明
[0014]图1为本专利技术的双电机位置协同控制框图；
[0015]图2为本专利技术的多电机位置协同控制框图；
[0016]图3为本专利技术中多电机位置协同控制示意图；
[0017]图4为本专利技术中双电机位置协同控制仿真图
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往返运动位置与误差波形。
[0018]图5为本专利技术中双电机位置协同控制仿真图
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单向运动位置与误差波形。
具体实施方式
[0019]下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。以下具体实施例仅仅是对本专利技术的解释，而不是对本专利技术的限制。
[0020]一种双电机位置协同控制方法，包括驱动机构、电机、电子凸轮曲线与位置同步环。
[0021]如图1所示，主从电机位置控制经电子凸轮曲线#2#3给定；所述电子凸轮曲线参考轴为虚轴#1；根据所每一个阶段虚轴电机运动起点、虚轴电机运动终点，结合应用场景特性，按照多项式类型，生成与所述主从电机运动轨迹对应的电子凸轮曲线；根据所述运动轨迹参数信息中每个控制周期主轴电机角度增量，确定所选所述电子凸轮曲线。根据所述每一个阶段虚轴电机运动起点、虚轴电机运动终点，结合应用场景特性，按照多项式类型，生成与所述虚轴电机运动轨迹对应的从轴电机电子凸轮曲线，还包括：根据主轴电机运动起
点与终点，确定电子凸轮位置曲线边界条件；根据双电机应用场景特性，确定电子凸轮速度、加速度、跃度曲线边界条件；使用多项式函数类型，根据所述电子凸轮位置、速度、加速度与跃度边界条件，生成所述目标电子凸轮曲线。
[0022]可选地，根据所述电子凸轮位置、速度、加速度与跃度初始条件，生成所述目标电子凸轮曲线，包括：使用多项式函数类型，根据所述电子凸轮位置、速度、加速度与跃度初始条件，生成所述目标电子凸轮曲线；同步环#4作为位置协同补偿输出到虚轴电机#1上，同步环反馈是两台电机的位置差值。包括：根据实际应用场景，确定所述虚轴电机运动轨迹；根据虚轴电机运动轨迹与主轴电机电子凸轮曲线指示的主轴电机与虚轴电机对应的位置关系，生成主轴电机位置控制信号；根据虚轴电机运动轨迹和所述同步环输出到虚轴电机的位置补偿，生成从轴电机电子凸轮曲线参考位置；根据从轴电机电子凸轮曲线参考位置与所述的从轴电机电子凸轮曲线指示的从轴电机与参考位置对应的位置关系，生成从轴电机位置控制信号；将主从电机位置控制信号发送至控制所述的位置速度电流三环驱动机构#5#6。
[0023]如图2所示，为扩展到多电机位置协同控制框图，各电机之本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双电机位置协同控制方法，其特征在于，将双电机划分成主轴电机和从轴电机，在位置速度电流三环基础上增加位置协调控制器来实现双电机位置控制，并增加位置同步环来实现双电机位置的协同控制。2.根据权利要求1所述的一种双电机位置协同控制方法，其特征在于：所述主从电机位置控制经电子凸轮曲线给定；所述电子凸轮曲线参考轴为虚轴；虚轴运动轨迹参数信息包括：每一个阶段虚轴电机运动起点、虚轴电机运动终点与虚轴电机角度增量。根据所述运动轨迹参数信息中每一个阶段虚轴电机运动起点、虚轴电机运动终点，结合应用场景特性，按照多项式类型，生成与所述主从电机运动轨迹对应的电子凸轮曲线；根据所述运动轨迹参数信息中每个控制周期主轴电机角度增量，确定所选所述电子凸轮曲线。3.根据权利要求2所述的一种双电机位置协同控制方法，其特征在于，根据所述每一个阶段虚轴电机运动起点、虚轴电机运动终点，结合应用场景特性，按照多项式类型，生成与所述虚轴电机运动轨迹对应的从轴电机电子凸轮曲线，还包括：根据所述主轴电机运动起点...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘涛，李宗伟，
申请(专利权)人：湖南擎舟芯源电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：