[实用新型]一种电机电流闭环控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种电机电流闭环控制系统。

背景技术

电机伺服控制是指通过对电机的启动、加速、运转、减速及停止进行控制，从而达到电机快速启动，快速响应，高效率、高转矩输出扭矩以及超高负荷的目的。电机伺服控制一般为三环控制，即电流环、速度环和位置环，电流环为内环，速度环为中间环，位置环为最外环，内环的性能决定着外环的精度，也就是说在三环控制系统中，电流环的性能是极其重要的，电流环指的是电流反馈系统。一般指的是将输出电流采用正反馈或负反馈的方式接入处理环节的方法，主要是为了通过提高电流的稳定性能来提高系统的性能。

传统的电机控制一般采用如图1所示的控制方法，当电机400的最高电压高于电源100的电压时，首先经过Boost升压电路(the boost converter，升压斩波电路)200将电源100升压，然后通过电机驱动电路300驱动电机，MCU600通过电流检测模块500实时采集电机电流，基于控制算法输出PWM来调制电机电流，从而实现电机的电流闭环控制，这种传统的电机控制方法，图1虚线框中Boost电路是电压反馈闭环控制，电机驱动电路是电流闭环控制，二者都需要基于控制算法输出PWM信号控制MOS管的开关来实现。这种控制方式大大占用了MCU计算资源，MOS的开关损耗使系统效率下降，控制电路复杂、成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电路简单、成本低、系统效率高的电机电流闭环控制系统。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电机电流闭环控制系统，包括电机；

电源；

用于转换所述电源的输出电压以驱动所述电机的电压转换电路；

用于采集所述电机的电流信号的电流检测模块；

用于将所述电流检测模块所采集的电机电流信号转换为PWM信号的控制器；

用于将所述PWM信号转换为电压信号的信号转换电路；

所述电源、电压转换电路、电机、电流检测模块、控制器、信号转换电路依次串联，所述信号转换电路再与所述电压转换电路相连。

作为优选，所述电压转换电路为Buck-Boost电路，所述控制器为MCU，所述信号转换电路为DA电路。

作为优选，所述Buck-Boost电路包括用于接收所述DA电路反馈信号的Buck-Boost控制芯片、N-MOS管、与所述N-MOS管相连的储能电感，所述Buck-Boost控制芯片与所述N-MOS管直接相连以控制所述N-MOS管的开关。

作为优选，所述N-MOS管的个数为四个，其中，两个所述N-MOS管与所述Buck-Boost电路输入端串联，另外两个所述N-MOS管与所述Buck-Boost电路输出端串联；位于所述Buck-Boost电路输入端的两N-MOS管和位于所述Buck-Boost电路输出端的两N-MOS管之间连接有所述储能电感。

作为优选，所述DA电路包括将PWM信号转化为稳定的模拟电压的两级RC电路。

作为优选，所述RC电路包括一个电阻和一个电容，所述电阻和所述电容串联。

作为优选，所述电流检测模块包括用于将所述电机的电流信号转换为对地的电压信号的采样电阻和运算放大器，所述采样电阻与所述电机和接地端相连，所述运算放大器与所述采样电阻并联且与所述控制器相连。

本实用新型的有益效果：