一种伺服驱动控制方法、控制系统及电机技术方案

本发明专利技术提供一种伺服驱动控制方法、控制系统及电机，方法包括：当完成本次指定类型的伺服动作时，基于本次变加速度曲线上的目标终点位置和闸机输出的实际位置之间的偏差值，确定下次的行程补偿速率；根据本次伺服动作对应的位置补偿值和下次的行程补偿速率，获取下次的位置补偿值；根据伺服动作对应的初始目标终点位置和下次的位置补偿值，获取下次目标终点位置；基于下次的目标终点位置，对相应的变加速度曲线进行整体补偿，直至电机终点位置与预设目标位置的误差在可接受范围内。本发明专利技术能够根据每个伺服动作的误差情况，实时的更新位置矫正量，确保闸机开/关闸动作的精确性和对环境阻力的适应性。阻力的适应性。阻力的适应性。

【技术实现步骤摘要】
一种伺服驱动控制方法、控制系统及电机


[0001]本专利技术涉及伺服驱动控制领域，更具体地，涉及一种伺服驱动控制方法、控制系统及电机。

技术介绍

[0002]安检闸机应用中需要伺服闸机具有开/关闸机平滑，且位置精准误差小。然而一般闸机伺服闭环控制中PID(比例微分积分控制器)调节在要求快速响应时间内，很难同时兼顾开/关闸机的位置精确性和动作平滑性。
[0003]目前对安检闸机的控制主要有两种方案：A、分段PID控制方法；B、采用复杂观测器算法(如ADRC)，观测伺服动作过程扰动，滤波测量反馈并用跟踪微分器安排过渡过程，来抑制伺服控制超调，提高平滑性。
[0004]采用A种控制方案，参数整定复杂，且对伺服动作速度要求不同时，参数整定难度加倍。采用B种控制方案，算法实现复杂，调节参数多，可抑制超调，但不能完全消除。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术中存在的在要求快速响应时间内，很难同时兼顾开/关闸机的位置精确性和动作平滑性的技术问题，提供一种伺服驱动控制方法、控制系统及电机。
[0006]根据本专利技术的第一方面，提供了一种伺服驱动控制方法，包括：
[0007]当完成本次指定类型的伺服动作时，基于本次变加速度曲线上的目标终点位置和闸机输出的实际位置之间的偏差值，确定下次的行程补偿速率；
[0008]根据本次同一指定类型的伺服动作对应的位置补偿值和下次的行程补偿速率，获取下次的位置补偿值；
[0009]根据同一指定类型的伺服动作对应的初始目标终点位置和下次的位置补偿值，获取下次目标终点位置；
[0010]基于下次的目标终点位置，对下次同一指定类型的伺服动作对应的变加速度曲线进行整体补偿；
[0011]直至电机终点位置与预设目标位置的误差在可接受范围内。
[0012]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以作出如下改进。
[0013]可选的，所述变加速度曲线为根据闸机指定类型的伺服动作的运行行程和速度档总时间进行规划得到，所述指定类型的伺服动作包括顺时针开闸、逆时针开闸、顺时针关闸或逆时针关闸。
[0014]可选的，所述变加速度曲线包括加速度曲线段、匀速曲线段和减速度曲线段，所述加速度曲线段的运行时间、匀速曲线段的运行时间和减速度曲线段的运行时间不同。
[0015]可选的，所述基于本次变加速度曲线上的目标终点位置和闸机输出的实际位置之间的偏差值，确定下次的行程补偿速率，包括：
[0016]当所述偏差值落入第一速率范围内时，确定第一行程补偿速率为下次的行程补偿
速率；
[0017]当所述偏差值落入第二速率范围内时，确定第二行程补偿速率为下次的行程补偿速率；
[0018]当当所述偏差值落入第三速率范围内时，确定第三行程补偿速率为下次的行程补偿速率。
[0019]可选的，所述行程补偿速率Delta的绝对值ΔError为相应速率范围的上限值和下限值的差值，所述速率补偿值Delta与所述偏差值的符号相反。
[0020]可选的，所述根据本次同一指定类型的伺服动作对应的位置补偿值和下次的行程补偿速率，获取下次的位置补偿值，包括：
[0021]Comp
n+1
＝Comp
n
+Delta
n+1
；
[0022]其中，Comp
n+1
为下次的位置补偿值，Comp
n
为本次同一指定类型的伺服动作对应的位置补偿值，Delta
n+1
为下次的行程补偿速率。
[0023]可选的，所述根据同一指定类型的伺服动作对应的初始目标终点位置和下次的位置补偿值，获取下次目标终点位置，包括：
[0024]当所述偏差值为正时，P
目标(n+1)
＝P
初始
‑
Comp
n+1
；
[0025]当所述偏差值为负时，P
目标(n+1)
＝P
初始
+Comp
n+1
；
[0026]其中，P
初始
为初始目标终点位置，P
目标(n+1)
为下次目标终点位置。
[0027]可选的，所述基于下次的目标终点位置，对下次同一指定类型的伺服动作对应的变加速度曲线进行整体补偿，包括：
[0028]基于下次的目标终点位置，利用位置环和电流环或者利用位置环、速度环和电流环对下次同一指定类型的伺服动作对应的变加速度曲线进行整体平移补偿。
[0029]根据本专利技术的第二方面，提供一种伺服驱动控制系统，包括：
[0030]确定模块，用于当完成本次指定类型的伺服动作时，基于本次变加速度曲线上的目标终点位置和闸机输出的实际位置之间的偏差值，确定下次的行程补偿速率；
[0031]获取模块，用于根据本次同一指定类型的伺服动作对应的位置补偿值和下次的行程补偿速率，获取下次的位置补偿值；以及根据同一指定类型的伺服动作对应的初始目标终点位置和下次的位置补偿值，获取下次目标终点位置；
[0032]补偿模块，用于基于下次的目标终点位置，对下次同一指定类型的伺服动作对应的变加速度曲线进行整体补偿，直至电机终点位置与预设目标位置的误差在可接受范围内。
[0033]根据本专利技术的第三方面，提供了一种电机，所述电机包括电源、伺服驱动系统和驱动机构，所述伺服驱动系统包括编码器，所述伺服驱动系统执行伺服驱动控制方法，并通过所述编码器控制所述驱动机构按照补偿后的变加速度曲线运行。
[0034]本专利技术提供的一种伺服驱动控制方法、控制系统及电机，为适应闸机机械安装阻力随机不平衡性，在伺服动作每次开/关闸过程中统计，分析误差；同时根据每个伺服动作的误差情况，实时的更新位置环矫正量，确保闸机开/关闸动作的精确性和对环境阻力的适应性。
附图说明
[0035]图1为PMSM伺服闸机系统拓扑图；
[0036]图2为本专利技术提供的一种伺服驱动控制方法流程图；
[0037]图3为变加速度S曲线原理图；
[0038]图4为闸机误差矫正示意图；
[0039]图5为闭环控制系统框图；
[0040]图6为对变加速度S曲线的补偿示意图；
[0041]图7为一种伺服驱动控制方法的整体流程图；
[0042]图8为本专利技术提供的一种伺服驱动控制系统的结构示意图。
具体实施方式
[0043]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0044]在安检闸机伺服控制应用场景中，要求电机摆闸动作平滑稳定且位置精准。因此，必须对闸机动作控制过程进行平滑设计，并在保证动作平滑的基础上有效消除误差，最终实现摆闸动作平滑，闸门停机位置准确，提出了一种伺服驱动控制方案，可应用于永磁同步电机矢量控制伺服，包含且不限于安检闸机、电梯、医疗设备等本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种伺服驱动控制方法，其特征在于，包括：当完成本次指定类型的伺服动作时，基于本次变加速度曲线上的目标终点位置和闸机输出的实际位置之间的偏差值，确定下次的行程补偿速率；根据本次同一指定类型的伺服动作对应的位置补偿值和下次的行程补偿速率，获取下次的位置补偿值；根据同一指定类型的伺服动作对应的初始目标终点位置和下次的位置补偿值，获取下次目标终点位置；基于下次的目标终点位置，对下次同一指定类型的伺服动作对应的变加速度曲线进行整体补偿；直至电机终点位置与预设目标位置的误差在可接受范围内。2.根据权利要求1所述的伺服驱动控制方法，其特征在于，所述变加速度曲线为根据闸机指定类型的伺服动作的运行行程和速度档总时间进行规划得到，所述指定类型的伺服动作包括顺时针开闸、逆时针开闸、顺时针关闸或逆时针关闸。3.根据权利要求1或2所述的伺服驱动控制方法，其特征在于，所述变加速度曲线包括加速度曲线段、匀速曲线段和减速度曲线段，所述加速度曲线段的运行时间、匀速曲线段的运行时间和减速度曲线段的运行时间不同。4.根据权利要求1所述的伺服驱动控制方法，其特征在于，所述基于本次变加速度曲线上的目标终点位置和闸机输出的实际位置之间的偏差值，确定下次的行程补偿速率，包括：当所述偏差值落入第一速率范围内时，确定第一行程补偿速率为下次的行程补偿速率；当所述偏差值落入第二速率范围内时，确定第二行程补偿速率为下次的行程补偿速率；当当所述偏差值落入第三速率范围内时，确定第三行程补偿速率为下次的行程补偿速率。5.根据权利要求4所述的伺服驱动控制方法，其特征在于，所述行程补偿速率Delta的绝对值ΔError为相应速率范围的上限值和下限值的差值，所述速率补偿值Delta与所述偏差值的符号相反。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的伺服驱动控制方法，其特征在于，所述根据本次同一指定类型的伺服动作对应的位置补偿值和下次的行程补偿速率，获取下次的位置补偿值，包括：Comp
n+1
＝Comp
n
+Delta
n+1
；其中，Comp
n+1
为下次的位置补偿值，Comp...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐贤玉，
申请(专利权)人：武汉杰开科技有限公司，
类型：发明
国别省市：