【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于伺服电机控制领域，具体涉及一种伺服电机控制方法。
技术介绍
1、近年来，伺服电机及其伺服控制系统广泛应用于各个领域，无论是先进数控机床、工业机器人，还是工厂自动化、办公自动化等领域，都离不开伺服电机及其伺服控制系统。伺服电机已被广泛应用于各种工业生产机器，如丝刚印刷机、数控机床、激光切割机等，此外伺服电机也应用于航天航空、军事等领域。
2、交流伺服电机驱动器是伺服电机的核心控制部分，其性能将直接影响整个系统的控制效果。交流伺服电机驱动器采用矢量控制，包括电流环、速度环调节系统，电流环位于控制内层，负责电流跟踪控制；速度环处于控制外层，对伺服电机的调速起决定作用，需要较强的抗干扰性，两者都采用pi控制器，控制器参数的改变，对系统的运动特性，如平稳性、动态响应以及控制精度都会产生较大影响。
3、国内外学者在pi控制参数整定方面做了大量深入的研究，比如王莉娜、朱鸿悦等人在《电工技术学报》发表论文“永磁同步电动机调速系统pi控制器参数整定方法”，该文中，推导过程考虑了逆变器、死区、延时、反馈滤波器及其他非理想因素的影响，并结合工程实际，明确界定了电流环、速度环的开环截止频率和相位裕度的合理取值范围。根据系统性能要求，设定期望的电流环、速度环的开环截止频率和相位裕度，通过所提出方法，可解析计算pi控制参数，但该方法仍属于传统pi控制器的范畴。
4、随着交流伺服电机驱动器工作环境的复杂性以及控制精度要求地不断提升，需要采用pid控制来弥补pi控制的不足。但是，现有技术中，一方面无法对电机实际
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种伺服电机控制方法，以对电机实际转速进行精确测量，并对伺服电机进行补偿控制。
2、本专利技术的目的是通过以下技术手段实现的，一种伺服电机控制方法，包括以下步骤，
3、获取电机实际转速及输入控制转速；
4、计算转速偏差、转速偏差变化率进和转速偏差变化加速度；
5、对转速偏差、转速偏差变化率进和转速偏差变化加速度进行模糊处理，基于模糊化处理结果对pid控制系数进行调节，以得到pid控制系数初始值；
6、将电机实际转速、输入控制转速作为bp神经网络输入，经神经网络学习计算，输出增益参数，pid控制系数初始值经增益参数放大得到最终pid控制系数，将最终pid控制系数输入电机控制器中，对伺服电机进行补偿控制。
7、电机实际转速获取方法为，通过光电耦合器对伺服电机的实测脉冲信号进行管沟隔离，获得测速脉冲信号；
8、锁相倍频器对测速脉冲信号进行锁相倍频，获得倍频脉冲信号；
9、通过脉冲计数器对倍频脉冲信号进行计数，获得脉冲实际值；
10、通过信号转换器，对脉冲实际值进行信号转换，获得脉冲转换信号；
11、电机控制器根据脉冲转换信号获取电机实际转速。
12、所述电机控制器对脉冲转换信号进行识别，获取当前时刻计数值，若脉冲计数器为连续型，则根据当前时刻计数值与测速开始时的历史计数值，得到当前时刻脉冲实际值；若脉冲计数器为非连续型，则当前时刻计数值即为当前时刻脉冲实际值。
13、所述电机实际转速为s＝60*l/ω*n*t，s为电机实际转速，l为脉冲实际值，ω为倍频系数，n为脉冲转换信号的脉冲数，t为测速周期。
14、所述模糊化处理具体为，采用三角形模糊隶属度函数，并在论域区间为(-5,5)的范围内进行，最终转换为7个相应的语言变量值，分别为负大、负中、负小、零、正小、正中和正大。
15、当模糊化处理结果中，转速偏差对应的语言变量值为正中或正大时，转速偏差变化率的语言变量值为负小、零或正小，且转速偏差变化加速度为正时，增大比例调节系数kp；
16、当模糊化处理结果中，转速偏差对应的语言变量值为负小、零或正小时，转速偏差变化率的语言变量值为负大、负中、正中或正大，且转速偏差变化加速度为零时，增大微分调节系数ki；
17、当模糊化处理结果中，转速偏差、转速偏差变化率对应的语言变量值均为负大、负中、正中或正大时，且转速偏差变化加速度为负时，同时增大比例调节系数kp、微分调节系数kd。
18、所述bp神经网络为三层结构，分别为输入层、隐藏层和输出层，隐藏层节点为8。
19、本专利技术的有益效果在于：
20、1、采用光电耦合器对伺服电机的实测脉冲信号进行光耦隔离，避免直接对实测脉冲信号进行处理所存在的电磁干扰问题；采用锁相倍频器对测速脉冲信号进行锁相倍频，获取倍频脉冲信号，为低转速时的测速精度提供技术保障。采用脉冲计数器对倍频脉冲信号进行脉冲计数，获取脉冲计数值。采用信号转换器对脉冲计数值进行信号转换，获取脉冲转换信号。最终通过电机控制器根据脉冲转换信号获取当前时刻的脉冲实际值，并计算出当前时刻脉冲实际值对应的电机实际转速，从而能够得对电机实际转速进行精确测量。
21、2、在准确测量电机实际转速的基础上，结合模糊化处理、bp神经网络的复合算法，将电机的实际转速，以及输入控制转速作为bp神经网络的输入，经过神经网络的学习计算，得到增益参数，pid控制系数的初始值经过增益参数的放大后，得到最终的pid控制系数，并将最终的pid控制系数输入电机控制器中，对伺服电机进行转速补偿控制，使得整个转速控制系统的控制精度更高，稳态波动小，相较于传统的模糊控制、pi控制和pid控制，稳态误差也更小。
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1.一种伺服电机控制方法，其特征在于：包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述的一种伺服电机控制方法，其特征在于：电机实际转速获取方法为，通过光电耦合器对伺服电机的实测脉冲信号进行管沟隔离，获得测速脉冲信号；
3.根据权利要求2所述的一种伺服电机控制方法，其特征在于：所述电机控制器对脉冲转换信号进行识别，获取当前时刻计数值，若脉冲计数器为连续型，则根据当前时刻计数值与测速开始时的历史计数值，得到当前时刻脉冲实际值；若脉冲计数器为非连续型，则当前时刻计数值即为当前时刻脉冲实际值。
4.根据权利要求3所述的一种伺服电机控制方法，其特征在于：所述电机实际转速为S＝60*L/ω*N*T，S为电机实际转速，L为脉冲实际值，ω为倍频系数，N为脉冲转换信号的脉冲数，T为测速周期。
5.根据权利要求1所述的一种伺服电机控制方法，其特征在于：所述模糊化处理具体为，采用三角形模糊隶属度函数，并在论域区间为(-5,5)的范围内进行，最终转换为7个相应的语言变量值，分别为负大、负中、负小、零、正小、正中和正大。
6.根据权利要求5所述的一种伺服电
7.根据权利要求1所述的一种伺服电机控制方法，其特征在于：所述BP神经网络为三层结构，分别为输入层、隐藏层和输出层，隐藏层节点为8。
...【技术特征摘要】
1.一种伺服电机控制方法，其特征在于：包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述的一种伺服电机控制方法，其特征在于：电机实际转速获取方法为，通过光电耦合器对伺服电机的实测脉冲信号进行管沟隔离，获得测速脉冲信号；
3.根据权利要求2所述的一种伺服电机控制方法，其特征在于：所述电机控制器对脉冲转换信号进行识别，获取当前时刻计数值，若脉冲计数器为连续型，则根据当前时刻计数值与测速开始时的历史计数值，得到当前时刻脉冲实际值；若脉冲计数器为非连续型，则当前时刻计数值即为当前时刻脉冲实际值。
4.根据权利要求3所述的一种伺服电机控制方法，其特征在于：所述电机实际转速为s＝60*l/ω*n*t，s为电机实际转速，l为脉冲实际值，ω为倍...
【专利技术属性】
技术研发人员：王计军，张强，康坤，王远，刘广华，杨康，
申请(专利权)人：西安北方光电科技防务有限公司，
类型：发明
国别省市：
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