直线电机多动子同步运动的控制方法技术

本申请涉及一种直线电机多动子同步运动的控制方法

【技术实现步骤摘要】
直线电机多动子同步运动的控制方法、装置、设备和介质


[0001]本申请涉及电机控制
，特别是涉及一种直线电机多动子同步运动的控制方法
、
装置
、
设备和介质
。

技术介绍

[0002]近年来，随着工业自动化水平的不断提高，直线电机多动子同步协同工作的应用场景越来越多
。
直线电机多动子同步协同工作要求同一条线路上的多个动子同步运行，所有的动子运动速度相同，相邻两个动子之间的距离维持固定值
。
目前直线电机多个动子的同步控制大都采用传统的主电机
、
齿轮
、
同步带等机械控制方式，结构复杂，组成的装置体积大，控制性能在实际应用中受到了很大的局限性，无法满足直线电机多动子同步运行的高精度要求
。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高多动子同步运动控制精度的直线电机多动子同步运动的控制方法
、
装置
、
设备和介质
。
[0004]一种直线电机多动子同步运动的控制方法，所述方法包括：
[0005]对直线电机多动子的位置和速度进行实时检测，获取多动子的实时位置和实时运动速度；
[0006]采用多元
PID(
比例
、
积分和微分
)
控制算法，根据多动子的实时位置以及预设的多动子运动的目标位置
、
速度阈值
、
加速度阈值和相邻动子之间的目标间隙进行计算，获取多动子的目标速度；
[0007]采用
PI(
比例和积分
)
控制算法，根据各个动子的目标速度确定动子对应的直线电机的目标电流，通过目标电流对各个直线电机进行供电，并自动将多动子的实时运动速度调整为对应的目标速度，控制多动子按照目标速度同步运动至目标位置
。
[0008]在其中一个实施例中，采用多元
PID
控制算法，根据多动子的实时位置以及预设的多动子运动的目标位置
、
速度阈值
、
加速度阈值和相邻动子之间的目标间隙进行计算，获取多动子的目标速度，包括：
[0009]采用多元
PID
控制算法，将多动子运动的速度阈值
、
加速度阈值以及相邻动子之间的目标间隙作为约束条件；
[0010]当动子为头部动子时，即当动子位于多动子运动的首位时，根据约束条件
、
头部动子的实时位置
、
多动子运动的目标位置以及位于头部动子运动后方的相邻动子的实时位置进行计算，得到头部动子的目标速度；
[0011]当动子为非头部动子时，根据约束条件
、
该动子的实时位置
、
相邻动子的实时位置以及位于该动子运动前方的相邻动子的目标速度进行计算，得到非头部动子的目标速度
。
[0012]在其中一个实施例中，当动子为头部动子时，即当动子位于多动子运动的首位时，根据约束条件
、
头部动子的实时位置
、
多动子运动的目标位置以及位于头部动子运动后方
的相邻动子的实时位置进行计算，得到头部动子的目标速度，表示为
[0013]V1＝
K
p11
×
(x0‑
x1‑
N)+∫(x0‑
x1‑
N)
‑
K
p12
×
(x1‑
x2‑
N)
‑
∫(x1‑
x2‑
N)
[0014]其中，
V1表示头部动子的目标速度，且
V1的绝对值不超过预设的速度阈值，前一时刻的
V1与当前时刻的
V1的绝对值差值不超过预设的加速度阈值，
x0表示多动子运动的目标位置，
x1表示头部动子的实时位置，
x2表示位于头部动子运动后方的相邻动子的实时位置，
N
表示相邻动子之间的目标间隙，
K
p11
为头部动子的第一比例系数，
K
p12
为头部动子的第二比例系数
。
[0015]在其中一个实施例中，当动子为非头部动子时，根据约束条件
、
该动子的实时位置
、
相邻动子的实时位置以及位于该动子运动前方的相邻动子的目标速度进行计算，得到非头部动子的目标速度，表示为
[0016]V
k
＝
V
k
‑1+K
pk1
×
(x
k
‑1‑
x
k
‑
N)+∫(x
k
‑1‑
x
k
‑
N)
‑
K
pk2
×
(x
k
‑
x
k+1
‑
N)
‑
∫(x
k
‑
x
k+1
‑
N)
[0017]其中，
V
k
表示非头部动子的目标速度，且
V
k
的绝对值不超过预设的速度阈值，前一时刻的
V
k
与当前时刻的
V
k
的绝对值差值不超过预设的加速度阈值；
V
k
‑1表示位于非头部动子运动前方的相邻动子的目标速度，
x
k
表示非头部动子的实时位置，
x
k
‑1表示位于非头部动子运动前方的相邻动子的实时位置，
x
k+1
表示位于非头部动子运动后方的相邻动子的实时位置，
K
pk1
为非头部动子的第一比例系数，
K
pk2
为非头部动子的第二比例系数
。
[0018]在其中一个实施例中，采用
PI
控制算法，根据各个动子的目标速度确定动子对应的直线电机的目标电流，表示为
[0019][0020]其中，表示比例增益，
v0表示任意一个动子的目标速度，
v
表示任意一个动子的实时运动速度
。
[0021]在其中一个实施例中，所述方法还包括：当通过目标电流对各个直线电机进行供电，并自动将多动子的实时运动速度调整为对应的目标速度，控制多动子按照目标速度同步运动至目标位置时，相邻动子之间的间距相等且维持为目标间隙
N。
[0022]一种直线电机多动子同步运动的控制装置，所述装置包括：
[0023]实时检测模块，用于对直线电机多动子的位置和速度进行实时检测，获取多动子的实时位置和实时运动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种直线电机多动子同步运动的控制方法，其特征在于，所述方法包括：对直线电机多动子的位置和速度进行实时检测，获取多动子的实时位置和实时运动速度；采用多元
PID
控制算法，根据多动子的实时位置以及预设的多动子运动的目标位置
、
速度阈值
、
加速度阈值和相邻动子之间的目标间隙进行计算，获取多动子的目标速度；采用
PI
控制算法，根据各个动子的目标速度确定动子对应的直线电机的目标电流，通过所述目标电流对各个直线电机进行供电，并自动将多动子的实时运动速度调整为对应的目标速度，控制多动子按照目标速度同步运动至目标位置
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用多元
PID
控制算法，根据多动子的实时位置以及预设的多动子运动的目标位置
、
速度阈值
、
加速度阈值和相邻动子之间的目标间隙进行计算，获取多动子的目标速度，包括：采用多元
PID
控制算法，将多动子运动的速度阈值
、
加速度阈值以及相邻动子之间的目标间隙作为约束条件；当动子为头部动子时，即当动子位于多动子运动的首位时，根据所述约束条件
、
头部动子的实时位置
、
多动子运动的目标位置以及位于头部动子运动后方的相邻动子的实时位置进行计算，得到头部动子的目标速度；当动子为非头部动子时，根据所述约束条件
、
该动子的实时位置
、
相邻动子的实时位置以及位于该动子运动前方的相邻动子的目标速度进行计算，得到非头部动子的目标速度
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当动子为头部动子时，即当动子位于多动子运动的首位时，根据所述约束条件
、
头部动子的实时位置
、
多动子运动的目标位置以及位于头部动子运动后方的相邻动子的实时位置进行计算，得到头部动子的目标速度，表示为
V1＝
K
p11
×
(x0‑
x1‑
N)+∫(x0‑
x1‑
N)
‑
K
p12
×
(x1‑
x2‑
N)
‑
∫(x1‑
x2‑
N)
其中，
V1表示头部动子的目标速度，且
V1的绝对值不超过预设的速度阈值，前一时刻的
V1与当前时刻的
V1的绝对值差值不超过预设的加速度阈值，
x0表示多动子运动的目标位置，
x1表示头部动子的实时位置，
x2表示位于头部动子运动后方的相邻动子的实时位置，
N
表示相邻动子之间的目标间隙，
K
p11
为头部动子的第一比例系数，
K
p12
为头部动子的第二比例系数
。4.
根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当动子为非头部动子时，根据所述约束条件
、
该动子的实时位置
、
相邻动子的实时位置以及位于该动子运动前方的相邻动子的目标速度进行计算，得到非头部动子的目标速度，表示为
V
k

【专利技术属性】
技术研发人员：刘恒坤，年佳，
申请(专利权)人：湖南凌翔磁浮科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：