[发明专利]用于控制电机的方法和设备

说明书

本公开的各种实施例提供了用于控制电机的方法和设备，方法包括：向电机输入随时间变化的速度指令信号以及速度激励信号，以用于辨识电机的转动惯量，其中，电机输出的实际转速与速度指令信号以及速度激励信号相关联并且速度激励信号还用于附加地、至少部分地改变电机的实际转速的加速度；以及基于辨识出的转动惯量，调整对电机的控制。

技术领域

本公开的各种实施例总体上涉及自动控制领域，并更为具体地涉及用于控制电机的方法及设备。

背景技术

在当前的电机(尤其是伺服电机)的速度控制系统中，通常通过实时地辨识电机系统的转动惯量来实时地调节速度环的增益，以优化对电机转速的控制。这一动态的实时的转动惯量的辨识以及对电机的调节能够在例如负载及转动惯量发生变化的情况下保持速度环的稳定。因此，速度控制环的性能非常依赖于对于电机转动惯量的辨识的精度和鲁棒性。

然而，根据现有的转动惯量辨识方案所辨识出的转动惯量的精度往往不高，在有些情况下甚至与实际值相差甚远。这将影响到电机控制的性能。

发明内容

本公开的第一方面提供一种用于控制电机的方法，包括：向电机输入随时间变化的速度指令信号以及速度激励信号，以用于辨识电机的转动惯量，其中电机输出的实际转速与速度指令信号以及速度激励信号相关联，并且速度激励信号还用于附加地、至少部分地改变电机的实际转速的加速度；以及基于辨识出的转动惯量，调整对电机的控制。

本公开的第二方面提供一种用于控制电机的设备，包括：速度信号产生装置，被配置为向电机输入随时间变化的速度指令信号以及速度激励信号，以用于辨识电机的转动惯量，其中电机输出的实际转速与速度指令信号以及速度激励信号相关联，并且速度激励信号还用于附加地、至少部分地改变电机的实际转速的加速度；以及电机调节装置，被配置为基于辨识出的转动惯量，来调整对电机的控制。

通过根据本公开实施例的方法及设备，可以解决在电机的加速度过低或过高而导致加速电流噪声过大的情况下对转动惯量的辨识不准确的问题，并进而通过辨识出的更为准确的转动惯量来进一步改善在电机的整个加速或减速过程中控制系统的整体性能，以例如实现更小的电机抖动、以及更好的转速跟随。

应当理解，发明内容部分并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，亦非旨在用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

通过对附图中的示例实施例的描述，本公开的特征和优点将易于理解，在附图中：

图1示出了根据本公开实施例的用于控制电机的系统的示意图；

图2示出了根据本公开实施例的用于控制电机的方法的流程图；

图3示出了根据本公开实施例的速度指令信号和速度激励信号的示例性信号图；

图4示出了根据本公开另一实施例的速度指令信号和速度激励信号的示例性信号图；

图5示出了根据本公开又一实施例的速度指令信号、速度激励信号、以及参考速度指令信号的示例性信号图；以及

图6示出了根据本公开实施例的用于控制电机的设备的框图。

在所有附图中，相同或相似参考数字表示相同或相似元素。

具体实施方式

现在将参考一些示例实施例描述本公开的原理。可以理解，这些实施例仅出于说明并且帮助本领域的技术人员理解和实施本公开的目的而描述，而非建议对于本公开的范围的任何限制。在此描述的本公开的内容可以以下文描述的方式之外的各种方式实施。