双电机同步控制系统及其同步控制的方法技术方案

一种双电机同步控制系统，包括：两个电机串级控制部以及一同步控制器。其中，电机串级控制部，用于设定电机的参数信息以及控制模式，并根据参数信息以及控制模式驱动电机运转，根据控制模式输出电机的实际转速或者实际位置，同步控制器，用于接收电机的实际转速或者实际位置，并根据设定转速或设定位置对电机的运动进行补偿。本发明专利技术中的双电机同步控制系统降低控制成本，提高运动精度。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及自动控制领域，尤其涉及一种双电机同步控制系统及其同步控制的方法。
技术介绍
随着运动控制技术的发展，电机同步控制技术在各个
中得到了越来越多的应用。随之而来的对电机同步控制技术的要求也越来越高，除了要求在一些常规系统中能够进行高精度的控制效果，还要在一些特殊需求中能够得到很好的应用。比如医用CT的一种工作方式是螺旋扫描，在这种方式下，要求CT机旋转机架做匀速转动，载有患者的运动床做匀速水平运动，两者具有一定的位置对应关系以达到均匀投影采样的目的。旋转机架承载着系统的各个模块，与运动床的驱动电机负载相差悬殊，大惯量调速响应缓慢，但容易维持运行状态，并且，两电机(旋转机架电机和运动床电机)在同步控制过程中所受到的负载扰动形式不同，一个为周期性大负载扰动，一个为恒值小扰动，这就使得两个电机在同步过程中会出现幅值和相角不一致，影响同步效果。现有的医用CT产品中，传动链驱动方式增加了机架内部件数量，步进电机固有的丢步问题又降低了运动的精度，而且所使用的运动控制卡不仅成本较高而且功能单一，对于不同电机型号的控制不具有广泛的兼容性，对于一些特殊应用不能很好地实现，局限性很大。
技术实现思路
有鉴于此，有必要提供一种双电机同步控制系统及双电机同步控制的方法，降低控制成本，提闻运动精度。本专利技术提供的双电机同步控制系统包括两个电机串级控制部以及一同步控制器。其中，所述电机串级控制部包括电机，用于带动负载运动；电机控制模块，用于设定所述电机的参数信息以及控制模式；电机驱动模块，用于接收所述电机控制模块的参数信息以及控制模式，并将所述参数信息配置给所述电机，根据所述控制模式驱动电机运转；传感器模块，用于感应所述电机的运动，并根据电机控制模式输出所述电机的实际转速或者实际位置；所述同步控制器，包括数据采集模块，用于根据电机控制模式采集所述传感器模块输出的实际转速或者实际位置，形成模拟信号量；A/D数据转换模块，用于将所述模拟信号量转换为数字信息；补偿器模块，用于对所述数字信息进行补偿，并输出补偿数字信息；D/A数据转换模块，用于将所述补偿数字信息转换为补偿模拟信息，并将所述补偿模拟信息反馈给所述电机串级控制部，对所述电机的运动进行修正。本专利技术提供的双电机同步控制的方法，包括设定电机的控制参数以及控制模式；根据所述控制参数以及控制模式驱动电机运转；感应所述电机的运动，并根据电机控制模式输出所述电机的实际转速或者实际位置，并形成模拟信号量；将所述模拟信号量转换为数字信息；对所述数字信息进行补偿，并输出补偿数字信息，将所述补偿数字信息转换为补偿模拟信息；将所述补偿模拟信息反馈给电机串级控制部，对所述电机的运动进行修正。本专利技术所提供的双电机同步控制系统及双电机同步控制的方法通过补偿器模块对实际转速与实际位置进行补偿，以实现对电机的运动修正，降低控制成本，提高运动精度。附图说明图I为本专利技术一实施方式中双电机同步控制系统的结构图；图2为本专利技术一实施方式中双电机同步控制的方法的流程图；图3为图2中速度控制模式下步骤S108的具体步骤图；图4为图2中位置控制模式下步骤S108的具体步骤图。 具体实施例方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术而不是要求本专利技术必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。请参阅图1，图I所示为本专利技术一实施方式中双电机同步控制系统的结构图。在本实施方式中，双电机同步控制系统包括两个电机串级控制部10以及一个同步控制器20。在本实施方式中，电机串级控制部10包括电机100、电机控制模块102、电机驱动模块104以及传感器模块106。在本实施方式中，电机100用于带动负载运动。所述电机控制模块102用于设定电机100的参数信息以及控制模式。在本实施方式中，电机100的参数信息包括电机100的设定转速以及所述电机100的设定位置，电机100的控制模式包括速度控制模式以及位置控制模式。在本实施方式中，电机控制模块102包括速度环PI控制模块与位置环PI控制模块。其中，速度环PI控制模块设置电机100的设定转速，位置环PI控制模块设置电机100的设定位置。电机驱动模块104用于接收所述电机控制模块102的参数信息以及控制模式，并将所述参数信息配置给所述电机100，根据所述控制模式驱动电机100运转。所述传感器模块106用于感应所述电机100的运动，并根据电机控制模式输出所述电机100的实际转速或者实际位置。在本实施方中，同步控制器20包括数据采集模块200、A/D数据转换模块202、补偿器模块204以及D/A数据转换模块206。在本实施方式中，数据采集模块200用于根据电机控制模式采集所述传感器模块106输出的实际转速或者实际位置，形成模拟信号量。在本实施方式中，当电机控制模式为速度控制模式，则所述数据采集模块200采集所述传感器模块106输出的实际转速，当电机控制模式为位置控制模式，则所述数据采集模块200采集所述传感器模块106输出的实际位置。A/D数据转换模块202用于将所述模拟信号量转换为数字信息。补偿器模块204对所述数字信息进行补偿，并输出补偿数字信息。在本实施方式中，所述补偿器模块204包括相角补偿与幅值补偿，其中，相角补偿，用于对所述数字信息的相角滞后进行补偿；幅值补偿，用于对所述数字信息的幅值损失进行补偿。在本实施方式中，所述补偿器模块204在速度控制模式下对电机100的实际转速 以及设定转速求转速差值，并根据所述转速差值获取所述补偿数字信息。在本实施方式中，所述补偿器模块204在位置控制模式下对电机100的实际位置以及设定位置求位置差值，并根据所述位置差值获取所述补偿数字信息。在本实施方式中，补偿器模块204是利用基于改进后的频率复合校正方法，通过逐次迭代，保证了一电机对另一电机的周期性干扰信号进行快速准确的跟踪，以提高系统的同步性。在本实施方式中，为了保证一电机能够跟踪到另一电机的周期性负载，补偿器模块204的设计须考虑的对象为另一电机输出对另一电机输入的传递函数G22, —电机输出对一电机负载周期扰动的传递函数G13 ,以及另一电机输出对另一电机输出以及负载扰动的传递函数G23O补偿器模块204分析一电机的所述数字信息中的幅值与相角损失，并补偿传递函数G22带来的幅值和相角损失，通过改进后改的频率复合校正方法得到补偿器模块204的传递函数Gfl，将一电机视为另一电机的干扰，补偿传递函数G23带来的幅值和相角损失，所设计的补偿器模块204的传递函数为Gf2,因此同步控制系统的补偿器模块204的传递函数即为 Gf Gfi · G-^2 ο例如，以另一电机为对象，由其经过串级控制后的开环传递函数G22绘制伯德(bode)图，读出周期性干扰的频率为w时的系统相角和幅值损失分别为α和k，选取a = (1+sin α ) / (1-sin本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双电机同步控制系统，包括两个电机串级控制部和一个同步控制器，其中：所述电机串级控制部，包括：电机，用于带动负载运动；电机控制模块，用于设定所述电机的参数信息以及控制模式；电机驱动模块，用于接收所述电机控制模块的参数信息以及控制模式，并将所述参数信息配置给所述电机，根据所述控制模式驱动电机运转；传感器模块，用于感应所述电机的运动，并根据电机控制模式输出所述电机的实际转速或者实际位置；所述同步控制器，包括：数据采集模块，用于根据电机控制模式采集所述传感器模块输出的实际转速或者实际位置，形成模拟信号量；A/D数据转换模块，用于将所述模拟信号量转换为数字信息；补偿器模块，用于对所述数字信息进行补偿，并输出补偿数字信息；D/A数据转换模块，用于将所述补偿数字信息转换为补偿模拟信息，并将所述补偿模拟信息反馈给所述电机串级控制部，对所述电机的运动进行修正。

【技术特征摘要】
1.一种双电机同步控制系统，包括两个电机串级控制部和一个同步控制器，其中 所述电机串级控制部，包括 电机，用于带动负载运动； 电机控制模块，用于设定所述电机的参数信息以及控制模式； 电机驱动模块，用于接收所述电机控制模块的参数信息以及控制模式，并将所述参数信息配置给所述电机，根据所述控制模式驱动电机运转； 传感器模块，用于感应所述电机的运动，并根据电机控制模式输出所述电机的实际转速或者实际位置； 所述同步控制器，包括 数据采集模块，用于根据电机控制模式采集所述传感器模块输出的实际转速或者实际位置，形成模拟信号量； A/D数据转换模块，用于将所述模拟信号量转换为数字信息； 补偿器模块，用于对所述数字信息进行补偿，并输出补偿数字信息； D/A数据转换模块，用于将所述补偿数字信息转换为补偿模拟信息，并将所述补偿模拟信息反馈给所述电机串级控制部，对所述电机的运动进行修正。2.如权利要求I所述的双电机同步控制系统，其特征在于，所述补偿器模块包括相角补偿，用于对所述数字信息的相角滞后进行补偿； 幅值补偿，用于对所述数字信息的幅值损失进行补偿。3.如权利要求I所述的双电机同步控制系统，其特征在于，所述电机控制模式包括速度控制模式与位置控制模式。4.如权利要求3所述的双电机同步控制系统，其特征在于，所述电机的参数信息包括所述电机的设定转速以及所述电机的设定位置。5.如权利要求4所述的双电机同步控制系统，其特征在于，所述补偿器模块在速度控制模式下对两个所述电机的实际转速以及设定转速分别求转速差值，并根据所述转速差值获取所述补偿数字信息。6.如权利要求4所述的双电机同步控制系统，其特征在于，所述补偿器模块在位置控制模式下对...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁刚，蒯多杰，王邺，
申请(专利权)人：苏州生物医学工程技术研究所，
类型：发明
国别省市：