一種直流無(wú)刷電機(jī)柔性控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電機(jī)伺服控制領(lǐng)域，尤其是涉及一種直流無(wú)刷電機(jī)在負(fù)載是彈簧阻尼 系統(tǒng)時(shí)的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 直流無(wú)刷直流電機(jī)因其具備連續(xù)調(diào)速、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、機(jī)械性能好、易于控制等優(yōu) 點(diǎn)，在各個(gè)領(lǐng)域中都有廣泛應(yīng)用。直流無(wú)刷電機(jī)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(shí)現(xiàn)電機(jī)的柔順控制，一直是一個(gè)有待解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明主要目的是提供一種使電機(jī)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(shí)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(hào)和參考電流信 號(hào)，經(jīng)過(guò)計(jì)算，向功率驅(qū)動(dòng)電路輸出脈沖寬度調(diào)制信號(hào)。
[0005] 控制器的電流反饋電路采樣流經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路的電流信號(hào)，并轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)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(jī)轉(zhuǎn)子的位置信號(hào)，并將位置信號(hào)輸出至微控制 器。
[0007] 微控制器根據(jù)反饋電流信號(hào)和參考電流信號(hào)，通過(guò)彈簧阻尼控制器得到電機(jī)參考 位置偏移量。
[0008] 電機(jī)參考位置偏移量與電機(jī)參考位置疊加，得到柔順控制下的電機(jī)參考位置，經(jīng) 過(guò)比例積分微分控制器計(jì)算，得到所述輸出脈沖寬度調(diào)制信號(hào)。
[0009] -個(gè)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(jī)參考位 置偏移量，使電機(jī)在負(fù)載變化的情況下可以通過(guò)改變參考位置實(shí)現(xiàn)柔順控制。
[0010] 由此可見(jiàn)，當(dāng)電機(jī)反饋電流較小時(shí)，代表實(shí)際負(fù)載較小，則電機(jī)參考位置偏移量為 負(fù)數(shù)，電機(jī)需要反轉(zhuǎn)相應(yīng)的角度，使負(fù)載變大；當(dāng)電機(jī)反饋電流較大時(shí)，代表實(shí)際負(fù)載較大， 則電機(jī)參考位置偏移量為正數(shù)，電機(jī)需要正轉(zhuǎn)相應(yīng)的角度，使負(fù)載變小。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1示出了本發(fā)明的電機(jī)負(fù)載情況；
[0012] 圖2是電機(jī)控制系統(tǒng)的示意圖。 具體實(shí)施方法
[0013] 參照?qǐng)D1，本發(fā)明主要實(shí)現(xiàn)負(fù)載是彈簧阻尼系統(tǒng)的電機(jī)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(hào)11和參考電流信號(hào)12,經(jīng)過(guò)計(jì) 算，向功率驅(qū)動(dòng)電路18輸出脈沖寬度調(diào)制信號(hào)13。
[0015] 控制器的電流反饋電路采樣流經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路的電流信號(hào)14,并轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)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(jī)轉(zhuǎn)子的位置信號(hào)15,并將位置信號(hào)輸出至微控制 器10〇
[0017] 微控制器根據(jù)反饋電流信號(hào)16和參考電流信號(hào)12,通過(guò)彈簧阻尼控制器得到電 機(jī)參考位置偏移量17。
[0018] 反饋電流信號(hào)為If，參考電流信號(hào)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(jī)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(jī)參考位置偏移量與電機(jī)參考位置疊加，得到柔順控制下的電機(jī)參考位置，經(jīng) 過(guò)比例積分微分控制器計(jì)算，得到所述輸出脈沖寬度調(diào)制信號(hào)13。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 電機(jī)控制方法，包括 電機(jī)控制器的微控制器接收到電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的參考位置和對(duì)應(yīng)的電流參考值，經(jīng)過(guò)計(jì)算， 向功率驅(qū)動(dòng)電路輸出脈沖寬度調(diào)制信號(hào)； 所述控制器的電流反饋電路采樣流經(jīng)所述功率驅(qū)動(dòng)電路的電流信號(hào)，并將所述電流信 號(hào)轉(zhuǎn)成電壓信號(hào)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(hào)大小； 所述控制器的位置反饋電路采樣電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置信號(hào)，并將所述位置信號(hào)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(hào)和所述的電流參考值經(jīng)過(guò)彈簧阻尼控制器，計(jì)算 得到電機(jī)參考位置偏移量； 所述電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)參考位置與所述電機(jī)參考位置偏移量進(jìn)行疊加得到柔順控制下的電機(jī) 參考位置，經(jīng)過(guò)比例積分微分控制器計(jì)算，得到所述輸出脈沖寬度調(diào)制信號(hào)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)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(jī)參考位置偏移量，使電機(jī)在負(fù)載變化的情況下可以通過(guò) 改變參考位置實(shí)現(xiàn)柔順控制。3. 根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的電機(jī)控制方法，其特征在于產(chǎn)生所述彈簧阻尼控制器把 時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻域信號(hào)，把離散的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)化成連續(xù)的輸出信號(hào)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的電機(jī)控制方法，其特征在于所述的電流反饋信號(hào)由于波 動(dòng)較大，要經(jīng)過(guò)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(jī)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(shí)際實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行調(diào)整。
【專利摘要】一種直流電機(jī)柔順控制的控制系統(tǒng)，該方法是電機(jī)控制器的微控制器接收到電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的參考位置和對(duì)應(yīng)的電流參考值，經(jīng)過(guò)計(jì)算，向功率驅(qū)動(dòng)電路輸出脈沖寬度調(diào)制信號(hào)；控制器的電流反饋電路采樣流經(jīng)功率驅(qū)動(dòng)電路的電流信號(hào)，并將電流信號(hào)轉(zhuǎn)成電壓信號(hào)輸出至微控制器，由微控制器解算出反饋電流信號(hào)大?。豢刂破鞯奈恢梅答侂娐凡蓸与姍C(jī)轉(zhuǎn)子的位置信號(hào)，并將位置信號(hào)輸出至微控制器。
【IPC分類】H02P6/16, H02P6/08
【公開號(hào)】CN105048898
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510406467
【發(fā)明人】高峻峣, 徐喆, 曹浩翔, 趙靖超, 趙方舟
【申請(qǐng)人】北京理工大學(xué)
【公開日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年7月12日