[发明专利]控制力矩的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及控制领域，特别涉及一种控制力矩的装置和方法。

背景技术

在所有力矩控制领域，对电机实际输出的波动都有一定的要求。

目前比较常用的力矩控制方法主要有两种：

方法一是直接控制电流，通过电流与力矩的线性比例关系间接地控制输出力矩，根据电机力矩系数和机械传动关系，将目标力矩折算成所需的电流，直接交给驱动器，控制电机按给定值输出电流。

方法二保持以上控制结构不变，在输出位置并联或串联阻尼装置，以达到控制力矩纹波范围的目的，通过设置阻尼大小，直到力矩纹波满足要求。

在对现有技术进行分析后，发明人发现现有技术至少具有如下缺点：

方法一在连续运动时力矩会受到干扰。在电流不变的情况下，电机转子处于电机两个磁极之间不同位置时，输出力矩会发生变化，与电机相连的结构会发生明显的震动，尤其是慢速运动时更加明显。在人感系统中，电机经常处于这种缓慢移动的情况，严重影响系统的使用。

方法二只有阻尼达到一定水平时，才能达到有效抑制纹波的目的。但是，阻尼的增加会严重降低系统的响应带宽，在人感系统中表现为系统粘滞，操纵不灵活，无法产生比较精细的力感。

发明内容

本发明实施例提供了一种控制力矩的装置和方法。所述技术方案如下：

一种控制力矩的装置，包括：接收模块、叠加模块和处理模块；

所述接收模块，用于接收目标力矩，并将所述目标力矩转换为力矩电流信号；

所述叠加模块，用于将所述力矩电流信号与补偿电流信号叠加；

所述处理模块，用于对叠加后的电流信号进行处理，并将处理后的电流信号作为输出电流信号输出。

所述装置还包括：

干扰辨识模块，用于在速度环模式下，根据电机的速度与位置和所述输出电流信号，得到电流与角位置关系；

还用于在电流环模式下，根据电机的速度与位置和所述电流与角位置关系，得到对应电流，将所述对应电流与所述输出电流信号做差，将得到的差值作为所述补偿电流信号，并输出所述补偿电流信号。

所述干扰辨识模块具体包括：

接收单元，用于接收电机内的速度与位置电子传感器发送的速度与位置信息；

转换单元，用于将所述速度与位置信息转换为角位置信息；

记录单元，用于在速度环模式下，记录所述角位置信息和所述输出电流信号，得到电流与角位置关系；

补偿电流计算单元，用于根据所述角位置信息和所述电流与角位置关系，得到所述角位置信息的对应电流，并将所述对应电流与所述输出电流信号做差，将得到的差值作为所述补偿电流信号，并输出所述补偿电流信号。

所述装置具体为数字驱动器。

一种利用上述装置控制力矩的方法，包括：

接收目标力矩，并将所述目标力矩转换为力矩电流信号；

将所述力矩电流信号与补偿电流信号叠加；

对叠加后的电流信号进行处理，并将处理后的电流信号作为输出电流信号输出。

得到所述补偿电流信号方法包括：

在速度环模式下，根据电机的速度与位置和所述输出电流信号，得到电流与角位置关系；

在电流环模式下，根据电机的速度与位置和所述电流与角位置关系，得到对应电流，将所述对应电流与所述输出电流信号做差，将得到的差值作为所述补偿电流信号，并输出所述补偿电流信号。

得到所述电流与角位置关系的方法具体包括：

接收电机内的速度与位置电子传感器发送的速度与位置信息；

将所述速度与位置信息转换为角位置信息；

在速度环模式下，记录所述角位置信息和所述输出电流信号，得到电流与角位置关系；

得到所述补偿电流信号方法具体包括：

根据所述角位置信息和所述电流与角位置关系，得到所述角位置信息的对应电流，并将所述对应电流与所述输出电流信号做差，将得到的差值作为所述补偿电流信号，并输出所述补偿电流信号。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：

本发明实施例通过在速度环模式下，得到不同速度对应的系统性干扰，根据该系统性干扰对电流进行实时补偿，即对力矩纹波进行主动补偿，有效的抑制了系统性干扰，实现电机力矩输出平稳，保证了对力矩指令的响应速度，避免了系统性延迟，同时不需要力传感器，工程中抗干扰能力强。

附图说明

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明实施例1提供的一种控制力矩的装置的结构示意图；