[发明专利]伺服电机驱动系统的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种数字控制伺服驱动技术，具体的说是一种伺服电机驱动系统的控制方法。

背景技术

近年来随着微处理器、新型数字信号处理器(DSP)的应用，出现了数字控制系统，控制部分可完全由软件进行。伺服驱动技术有了突出的发展，各国著名电气厂商相继推出各自的伺服电动机和伺服驱动器，并不断完善和更新。伺服系统已成为当代高性能数控的主要发展方向，现有世界各国已经商品化了的伺服系统采用的是全数字控制正弦波电动机伺服驱动。伺服驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，伺服在额定速度范围以内，其转矩很稳定，其工作方式是由伺服电机自带的位置传感器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，并根据其反馈信号判断有无失步，从而进行补充，调整转子转动的角度。

另一方面，目前伺服驱动技术使用在工业自动化生产线上的规模越来越大，数控设备大部分均采用伺服驱动技术，其功率趋向大型化，为获得合适的转速和扭距，通常采用电机加上减速或者增速装置的方式。因此有伺服用减速机，或者增速机。但是机械的减速或者增速装置，因为制造和发热等原因存在传动的间隙和机械变形。因此导致精密的闭环伺服控制变成了开环控制，而且随传动链增加而加大，甚至有可能因为传动链故障而完全失控，满足不了精密控制力矩，速度，精度以及降低成本的要求。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述背景技术的不足之处，提供一种伺服电机驱动系统的控制方法，它能够准确实现控制指令的要求，消除传动链中的误差，解决伺服控制力矩，速度，精度和降低成本方面的要求。

本发明提供的一种伺服电机驱动系统的控制方法，使用的硬件部分包括伺服驱动器、伺服电机、执行机构以及执行机构输出端的位置传感器，该方法依次包括以下步骤：

(1)实时监测执行机构输出端的位置，将从执行机构输出端的位置传感器上采集到的实际位置送入伺服驱动器；

(2)伺服驱动器接收到位置指令后，与执行机构输出端位置传感器的输出做比较，产生位置误差，然后将位置误差送入位置调节单元；

(3)位置调节单元将位置误差转换成速度指令，该速度指令与速度检测单元输出的伺服电机实际速度间的差值为速度误差，速度误差送入转速调节单元；

(4)在转速调节单元中，伺服驱动器根据电机转子的位置，将速度误差转换为a、b、c三相电流指令，转速调节单元输出的电流指令与电流传感器输出的伺服电机实际电流间的差值为电流误差，该电流误差送入电流调节单元；

(5)电流调节单元将电流误差转换成伺服电机的三相电压控制指令，送入电压型逆变器；

(6)电压逆变器输出控制电压，施加到伺服电机的三相励磁单元，驱使伺服电机转动；

(7)伺服电机驱动执行机构。

在上述技术方案中，步骤(1)中是采用设置在执行机构输出端的位置传感器对执行机构进行位置监测，所述执行机构输出端的位置传感器与伺服驱动器的输入端相连。

在上述技术方案中，所述的伺服驱动器中包括位置调节单元、转速调节单元、电流调节单元、电压型逆变器，上述各单元依次连接。

在上述技术方案中，所述的伺服电机自带位置传感器。

本发明所述的伺服电机驱动系统的控制方法不仅具有适用范围广，操作方便、安全性和可靠性高等优点，而且利用采集到的执行机构输出端反馈信号，与目标值进行比较，调整电机的运动，实现闭环伺服控制，能够准确满足控制指令的要求，消除传动链中的误差，解决伺服控制力矩，速度，精度和降低成本方面的要求。另外，该控制方法使用的硬件系统是一个完整的系统，位置误差补偿在伺服驱动器内部完成，该过程对用户透明，因此应用方便、简单。本发明方法特别适合于无刷电机带减速器的伺服驱动。

附图说明

图1为本发明实施例伺服驱动系统的控制方式示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述，本实施例中使用的执行机构为减速装置。

如图1所示，本实施例所采用的硬件部分包括伺服驱动器、永磁伺服电机(PMSM)、减速装置以及减速装置输出端的位置传感器，所述减速装置输出端的位置传感器与伺服驱动器的输入端相连。

所述伺服驱动器中包括位置调节单元、转速调节单元、电流调节单元、电压型逆变器，上述各单元依次连接。

所述伺服电机自带位置传感器。

本实施例伺服驱动系统所采用的控制方法如下：

(1)实时监测减速装置输出端的位置，将从减速装置输出端的位置传感器上采集到的实际位置送入伺服驱动器；