一種直流無刷電機柔性控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電機伺服控制領(lǐng)域，尤其是涉及一種直流無刷電機在負(fù)載是彈簧阻尼 系統(tǒng)時的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 直流無刷直流電機因其具備連續(xù)調(diào)速、啟動轉(zhuǎn)矩大、機械性能好、易于控制等優(yōu) 點，在各個領(lǐng)域中都有廣泛應(yīng)用。直流無刷電機的位置控制方法已經(jīng)非常成熟，但是如何在 負(fù)責(zé)變化的情況下，實現(xiàn)電機的柔順控制，一直是一個有待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明主要目的是提供一種使電機在彈簧阻尼負(fù)載的情況下具有柔順性的控制 方法。
[0004] 為實現(xiàn)本發(fā)明的主要目的，本發(fā)明的微控制器接收參考位置信號和參考電流信 號，經(jīng)過計算，向功率驅(qū)動電路輸出脈沖寬度調(diào)制信號。
[0005] 控制器的電流反饋電路采樣流經(jīng)驅(qū)動電路的電流信號，并轉(zhuǎn)換成電壓信號輸入到 微控制器，由微控制器解算出反饋電流大小。
[0006] 控制器的位置反饋電路采樣電機轉(zhuǎn)子的位置信號，并將位置信號輸出至微控制 器。
[0007] 微控制器根據(jù)反饋電流信號和參考電流信號，通過彈簧阻尼控制器得到電機參考 位置偏移量。
[0008] 電機參考位置偏移量與電機參考位置疊加，得到柔順控制下的電機參考位置，經(jīng) 過比例積分微分控制器計算，得到所述輸出脈沖寬度調(diào)制信號。
[0009] -個優(yōu)選的方案是，微控制器可以根據(jù)所述反饋電流和參考電流得到電機參考位 置偏移量，使電機在負(fù)載變化的情況下可以通過改變參考位置實現(xiàn)柔順控制。
[0010] 由此可見，當(dāng)電機反饋電流較小時，代表實際負(fù)載較小，則電機參考位置偏移量為 負(fù)數(shù)，電機需要反轉(zhuǎn)相應(yīng)的角度，使負(fù)載變大；當(dāng)電機反饋電流較大時，代表實際負(fù)載較大， 則電機參考位置偏移量為正數(shù)，電機需要正轉(zhuǎn)相應(yīng)的角度，使負(fù)載變小。
【附圖說明】
[0011] 圖1示出了本發(fā)明的電機負(fù)載情況；
[0012] 圖2是電機控制系統(tǒng)的示意圖。 具體實施方法
[0013] 參照圖1，本發(fā)明主要實現(xiàn)負(fù)載是彈簧阻尼系統(tǒng)的電機的柔順控制。
[0014] 參加圖2,本發(fā)明的微控制器10接收參考位置信號11和參考電流信號12,經(jīng)過計 算，向功率驅(qū)動電路18輸出脈沖寬度調(diào)制信號13。
[0015] 控制器的電流反饋電路采樣流經(jīng)驅(qū)動電路的電流信號14,并轉(zhuǎn)換成電壓信號輸入 到微控制器10,由微控制器解算出反饋電流大小。
[0016] 控制器的位置反饋電路采樣電機轉(zhuǎn)子的位置信號15,并將位置信號輸出至微控制 器10〇
[0017] 微控制器根據(jù)反饋電流信號16和參考電流信號12,通過彈簧阻尼控制器得到電 機參考位置偏移量17。
[0018] 反饋電流信號為If，參考電流信號為彈簧阻尼控制器的彈簧系數(shù)和阻尼系數(shù) 分別為k和b，電機參考位置偏移量為P ci, s代表頻域參數(shù)，具體關(guān)系如下：
[0019] 電機參考位置偏移量與電機參考位置疊加，得到柔順控制下的電機參考位置，經(jīng) 過比例積分微分控制器計算，得到所述輸出脈沖寬度調(diào)制信號13。
【主權(quán)項】
1. 電機控制方法，包括 電機控制器的微控制器接收到電機轉(zhuǎn)動的參考位置和對應(yīng)的電流參考值，經(jīng)過計算， 向功率驅(qū)動電路輸出脈沖寬度調(diào)制信號； 所述控制器的電流反饋電路采樣流經(jīng)所述功率驅(qū)動電路的電流信號，并將所述電流信 號轉(zhuǎn)成電壓信號輸出值所述微控制器，由所述微控制器解算出所述反饋電流信號大小； 所述控制器的位置反饋電路采樣電機轉(zhuǎn)子的位置信號，并將所述位置信號輸出至所述 微控制器； 其特征在于： 所述微控制器根據(jù)所述反饋電流信號和所述的電流參考值經(jīng)過彈簧阻尼控制器，計算 得到電機參考位置偏移量； 所述電機轉(zhuǎn)動參考位置與所述電機參考位置偏移量進行疊加得到柔順控制下的電機 參考位置，經(jīng)過比例積分微分控制器計算，得到所述輸出脈沖寬度調(diào)制信號。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機控制方法，其特征在于所述微控制器可以根據(jù)所述反饋 電流和所述參考電流得到所述電機參考位置偏移量，使電機在負(fù)載變化的情況下可以通過 改變參考位置實現(xiàn)柔順控制。3. 根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的電機控制方法，其特征在于產(chǎn)生所述彈簧阻尼控制器把 時域信號轉(zhuǎn)換成頻域信號，把離散的輸入信號轉(zhuǎn)化成連續(xù)的輸出信號。4. 根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的電機控制方法，其特征在于所述的電流反饋信號由于波 動較大，要經(jīng)過濾波器得到準(zhǔn)確的結(jié)果。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電機控制方法，其特征在于所述彈簧阻尼控制器的彈簧系數(shù) 和阻尼系數(shù)可根據(jù)實際實驗情況進行調(diào)整。
【專利摘要】一種直流電機柔順控制的控制系統(tǒng)，該方法是電機控制器的微控制器接收到電機轉(zhuǎn)動的參考位置和對應(yīng)的電流參考值，經(jīng)過計算，向功率驅(qū)動電路輸出脈沖寬度調(diào)制信號；控制器的電流反饋電路采樣流經(jīng)功率驅(qū)動電路的電流信號，并將電流信號轉(zhuǎn)成電壓信號輸出至微控制器，由微控制器解算出反饋電流信號大小；控制器的位置反饋電路采樣電機轉(zhuǎn)子的位置信號，并將位置信號輸出至微控制器。
【IPC分類】H02P6/16, H02P6/08
【公開號】CN105048898
【申請?zhí)枴緾N201510406467
【發(fā)明人】高峻峣, 徐喆, 曹浩翔, 趙靖超, 趙方舟
【申請人】北京理工大學(xué)
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年7月12日