电机的控制模式切换方法、装置、伺服驱动设备和介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电机的控制模式切换方法、装置、伺服驱动设备和存储介质，该方法包括：若接收到电机的模式切换信号，则获取电机的目标速度，并获取电机的负载转矩；根据电机的目标速度、以及电机的负载转矩，确定电机在第一模式下的响应速度；控制电机按响应速度进行加速或减速；在电机的当前速度达到电机的目标速度的情况下，才执行模式切换指令，即控制电机的控制模式由第一模式切换至第二模式，实现电机的控制模式由第一模式切换至第二模式的平滑切换。该方案，通过根据电机的负载转矩和目标速度动态调节电机的模式切换时间点，实现电机模式的平滑切换，提升电机的控制精度和控制效率。控制效率。控制效率。

【技术实现步骤摘要】
电机的控制模式切换方法、装置、伺服驱动设备和介质


[0001]本专利技术属于电机控制
，具体涉及一种电机的控制模式切换方法、装置、伺服驱动设备和存储介质，尤其涉及一种基于状态观测器的伺服驱动设备中电机的控制模式快速切换方法、装置、伺服驱动设备和存储介质。

技术介绍

[0002]随着伺服驱动领域的快速发展，单轴伺服驱动器已经广泛应用于数控复合机床、全自动伺服拧螺丝机、绕线机、抛光机等的多种加工系统，其对加工的精度和效率也越来越高。随着用户对加工要求的提高，单轴伺服驱动器不只局限于单模式运行，也需要电机能够对两种不同控制模式进行在线切换，例如数控机床需要在速度模式和位置模式之间进行切换，伺服拧螺丝机需要在速度模式和转矩模式之间切换，抛光机需要位置模式和转矩之间切换，等等。
[0003]一些方案中，电机在两种控制模式之间的切换方法是电机直接切换或者是减速到目标速度后再切换，这种直接切换方式、以及减速到目标速度后再切换方式在减速时间设置较短时，均存在较大的超调或者速度的抖动，影响实际加工的精度。还有一些方案中，电机在两种控制模式之间的切换方法，是电机在一种控制模式下先减速到零附近然后切换至另一种控制模式，这种先减速到零再切换的方式，会影响加工的效率。
[0004]上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于，提供一种电机的控制模式切换方法、装置、伺服驱动设备和存储介质，以解决电机在两种控制模式之间切换时，采用直接切换或者减速到目标速度后再切换的方式，均会存在较大超调或者较大速度抖动而影响控制精度；而采用先减速到零附近然后切换的方式，会影响控制效率的问题，达到通过根据电机的负载转矩和电机的目标速度，动态调节电机由第一模式(如速度模式)至第二模式(如位置模式)的切换时间点，实现电机由第一模式(如速度模式)至第二模式(如位置模式)的平滑切换，有利于提升电机的控制精度和控制效率的效果。
[0006]本专利技术提供一种电机的控制模式切换方法中，所述电机的控制模式，包括：第一模式和第二模式；所述电机的控制模式切换方法，包括：确定是否接收到所述电机的模式切换指令；所述电机的模式切换指令，是用于指示所述电机的控制模式需要由所述第一模式切换至所述第二模式的指令；若接收到所述电机的模式切换指令，则获取所述电机的目标速度，并获取所述电机的负载转矩；根据所述电机的目标速度、以及所述电机的负载转矩，确定所述电机在所述第一模式下的响应速度；控制所述电机按所述响应速度进行加速或减速，以使所述电机的当前速度达到所述电机的目标速度；在所述电机的当前速度达到所述电机的目标速度的情况下，执行所述模式切换指令，即，控制所述电机的控制模式由所述第
一模式切换至所述第二模式，实现所述电机的控制模式由所述第一模式切换至所述第二模式的平滑切换。
[0007]在一些实施方式中，获取所述电机的目标速度，包括：获取所述电机的位置指令；根据所述电机的位置指令，确定所述电机的目标速度；其中，根据所述电机的位置指令，确定所述电机的目标速度，包括：根据设定位置指令与设定目标速度之间的对应关系，将该对应关系中与所述电机的位置指令相同的设定位置指令所对应的设定目标速度，确定为与所述电机的位置指令对应的所述电机的目标速度。
[0008]在一些实施方式中，根据所述电机的目标速度、以及所述电机的负载转矩，确定所述电机在所述第一模式下的响应速度，包括：根据所述电机的目标速度，计算所述电机的转矩变化率；根据所述电机的转矩变化率和所述电机的负载转矩，计算所述电机在所述第一模式下的响应速度。
[0009]在一些实施方式中，其中，根据所述电机的目标速度，计算所述电机的转矩变化率，包括：根据所述电机的目标速度，采用以下公式，计算所述电机的转矩变化率：
[0010][0011]其中，sT
e
为转矩变化率，U
dc
为直流母线电压，i
q
为q轴电流，L
q
为q轴电感，R为电机定子电阻，为所述电机的目标速度，ψ
f
为转子磁链，P
n
为电机极对数；和/或，根据所述电机的转矩变化率和所述电机的负载转矩，计算所述电机在所述第一模式下的响应速度，包括：根据所述电机的转矩变化率和所述电机的负载转矩，采用以下公式，计算所述电机在所述第一模式下的响应速度：
[0012][0013]其中，ω
e
为所述电机的响应速度，T
e
为所述电机输出的电磁转矩，T
l
为所述电机的负载转矩，T
emax
为所述电机在所述第一模式下运行至所述电机的响应速度时的最大电磁转矩，J是电机转动惯量，sT
e
为转矩变化率，P
n
为电机极对数，为所述电机的目标速度。
[0014]在一些实施方式中，控制所述电机按所述响应速度进行加速或减速，以使所述电机的当前速度达到所述电机的目标速度，包括：根据所述电机的速度指令、以及所述电机的速度反馈值，确定所述电机按所述响应速度进行加速或减速的斜坡起点速度；将所述响应速度作为所述电机的斜坡终点速度，控制所述电机按所述电机的转矩变化率进行加速或减速，以使所述电机的当前速度达到所述电机的目标速度。
[0015]与上述方法相匹配，本专利技术另一方面提供一种电机的控制模式切换装置中，所述电机的控制模式，包括：第一模式和第二模式；所述电机的控制模式切换装置，包括：控制单元，被配置为确定是否接收到所述电机的模式切换指令；所述电机的模式切换指令，是用于指示所述电机的控制模式需要由所述第一模式切换至所述第二模式的指令；获取单元，被配置为若接收到所述电机的模式切换指令，则获取所述电机的目标速度，并获取所述电机的负载转矩；所述控制单元，还被配置为根据所述电机的目标速度、以及所述电机的负载转
矩，确定所述电机在所述第一模式下的响应速度；所述控制单元，还被配置为控制所述电机按所述响应速度进行加速或减速，以使所述电机的当前速度达到所述电机的目标速度；所述控制单元，还被配置为在所述电机的当前速度达到所述电机的目标速度的情况下，执行所述模式切换指令，即，控制所述电机的控制模式由所述第一模式切换至所述第二模式，实现所述电机的控制模式由所述第一模式切换至所述第二模式的平滑切换。
[0016]在一些实施方式中，所述获取单元，获取所述电机的目标速度，包括：获取所述电机的位置指令；根据所述电机的位置指令，确定所述电机的目标速度；其中，根据所述电机的位置指令，确定所述电机的目标速度，包括：根据设定位置指令与设定目标速度之间的对应关系，将该对应关系中与所述电机的位置指令相同的设定位置指令所对应的设定目标速度，确定为与所述电机的位置指令对应的所述电机的目标速度。
[0017]在一些实施方式中，所述控制单元，根据所述电机的目标速度、以及所述电机的负载转矩，确定所述电机在所述第一模式下的响应速度，包括：根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电机的控制模式切换方法，其特征在于，所述电机的控制模式，包括：第一模式和第二模式；所述电机的控制模式切换方法，包括：确定是否接收到所述电机的模式切换指令；所述电机的模式切换指令，是用于指示所述电机的控制模式需要由所述第一模式切换至所述第二模式的指令；若接收到所述电机的模式切换指令，则获取所述电机的目标速度，并获取所述电机的负载转矩；根据所述电机的目标速度、以及所述电机的负载转矩，确定所述电机在所述第一模式下的响应速度；控制所述电机按所述响应速度进行加速或减速，以使所述电机的当前速度达到所述电机的目标速度；在所述电机的当前速度达到所述电机的目标速度的情况下，执行所述模式切换指令，即，控制所述电机的控制模式由所述第一模式切换至所述第二模式，实现所述电机的控制模式由所述第一模式切换至所述第二模式的平滑切换。2.根据权利要求1所述的电机的控制模式切换方法，其特征在于，获取所述电机的目标速度，包括：获取所述电机的位置指令；根据所述电机的位置指令，确定所述电机的目标速度；其中，根据所述电机的位置指令，确定所述电机的目标速度，包括：根据设定位置指令与设定目标速度之间的对应关系，将该对应关系中与所述电机的位置指令相同的设定位置指令所对应的设定目标速度，确定为与所述电机的位置指令对应的所述电机的目标速度。3.根据权利要求1或2所述的电机的控制模式切换方法，其特征在于，根据所述电机的目标速度、以及所述电机的负载转矩，确定所述电机在所述第一模式下的响应速度，包括：根据所述电机的目标速度，计算所述电机的转矩变化率；根据所述电机的转矩变化率和所述电机的负载转矩，计算所述电机在所述第一模式下的响应速度。4.根据权利要求3所述的电机的控制模式切换方法，其特征在于，其中，根据所述电机的目标速度，计算所述电机的转矩变化率，包括：根据所述电机的目标速度，采用以下公式，计算所述电机的转矩变化率：其中，sT
e
为转矩变化率，U
dc
为直流母线电压，i
q
为q轴电流，L
q
为q轴电感，R为电机定子电阻，为所述电机的目标速度，ψ
f
为转子磁链，P
n
为电机极对数；和/或，根据所述电机的转矩变化率和所述电机的负载转矩，计算所述电机在所述第一模式下的响应速度，包括：根据所述电机的转矩变化率和所述电机的负载转矩，采用以下公式，计算所述电机在
所述第一模式下的响应速度：其中，ω
e
为所述电机的响应速度，T
e
为所述电机输出的电磁转矩，T
l
为所述电机的负载转矩，T
emax
为所述电机在所述第一模式下运行至所述电机的响应速度时的最大电磁转矩，J是电机转动惯量，sT
e
为转矩变化率，P
n
为电机极对数，为所述电机的目标速度。5.根据权利要求3所述的电机的控制模式切换方法，其特征在于，控制所述电机按所述响应速度进行加速或减速，以使所述电机的当前速度达到所述电机的目标速度，包括：根据所述电机的速度指令、以及所述电机的速度反馈值，确定所述电机按所述响应速度进行加速或减速的斜坡起点速度；将所述响应速度作为所述电机的斜坡终点速度，控制所述电机按所述电机的转矩变化率进行加速或减速，以使所述电机的当前速度达到所述电机的目标速度。6.一种电机的控制模式切换装置，其特征在于，所述电机的控制模式，包括：第一模式和第二模式；所述电机的控制模式切换装置，包括：控制单元，被配置为确定是否接收到所述电机的模式切换指令；所述电机的模式切换指令，是用于指示所述电机的控...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈岳明，刘亚祥，区均灌，陈宏奇，牛少雄，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：