[发明专利]用于微调伺服马达的控制装置、方法及计算机可读介质

说明书

本发明提出一种用于微调伺服马达的控制装置、对伺服马达进行微调的方法以及计算机程序产品。所述控制装置包括：计算单元，被配置成确定所述伺服马达的当前比例速度增益并基于所述伺服马达的当前稳定时间及目标稳定时间来计算稳定时间比率；确定单元，被配置成基于所述所计算稳定时间比率来选择增益确定过程，利用所述所选择增益确定过程从所述当前比例速度增益开始确定下一比例速度增益，其中所述计算单元进一步被配置成根据所述所确定下一比例速度增益来更新所述伺服马达的参数；以及控制单元，被配置成基于所述已更新参数来产生控制信号以控制所述伺服马达来驱动负载。本发明在使稳定时间尽可能低并避免极大过冲的同时提高了伺服马达的响应度。

技术领域

本发明涉及一种用于微调伺服马达的控制装置及一种用于微调伺服马达的对应方法及计算机程序产品。

背景技术

用于使负载移动的伺服马达由控制器控制，所述控制器使用驱动电流或控制信号来控制伺服马达以驱动机械负载。控制器及伺服马达被实施为闭环系统。控制器产生控制信号来指示马达使机械负载移动。所施加的控制信号取决于运动应用类型(马达以所需速度移动至所需位置、马达速度是变化的、或所施加的转矩是变化的)。从马达至控制器的反馈信号表明马达和/或负载的当前实际状态(例如，位置、速度等)。反馈信号可由附装至马达的编码器或旋转变压器(resolver)通过测量负载位置或通过估测而发出。随后，控制器将负载的实际位置(反馈信号)与所指示目标位置(控制信号)进行比较，并视需要调整新计算的控制信号，以使这两个信号(实际位置与目标位置)之差最小化。此会持续进行至到达目标位置为止。

因此，在移动开始时，马达/负载会加速/减速(即，改变速度)，以到达目标位置。之后，马达/负载需要所谓的稳定时间，稳定时间可定义为在已到达目标位置之后马达使马达/负载达到停止状态所需的时间周期。

此外，在控制器中，增益会影响准确度(即，马达的实际速度或位置与所需速度或位置接近的程度)。高增益将实现准确的移动。为使马达将在无极大过冲的情况下运行并在适当时间周期内稳定下来，对伺服马达进行微调，包括对伺服马达的比例速度增益进行微调。

控制器可实施例如PID滤波器，以计算被施加至马达的控制信号。当对伺服马达进行微调时，PID滤波器的参数会得以微调。这些参数可包括比例速度增益、比例位置增益、速度控制增益、转矩命令滤波器、及位置命令滤波器。比例速度增益可被理解为初级参数。伺服马达的响应度(刚性或软性)由比例速度增益决定。

发明内容

本发明的一个目标是提供一种用于微调伺服马达的装置及方法，其中在使稳定时间尽可能低并避免极大过冲的同时提高了伺服马达的响应度。

因此，提出一种用于微调伺服马达的控制装置。所述控制装置包括：计算单元，被配置成确定所述伺服马达的当前比例速度增益并基于所述伺服马达的当前稳定时间及目标稳定时间来计算稳定时间比率；确定单元，被配置成基于所述所计算稳定时间比率来选择增益确定过程，利用所述所选择增益确定过程从所述当前比例速度增益开始确定下一比例速度增益，其中所述计算单元进一步被配置成根据所述所确定下一比例速度增益来更新所述伺服马达的参数；以及控制单元，被配置成基于所述已更新参数来产生控制信号以控制所述伺服马达来驱动负载。

如上文所解释，增益会影响伺服马达的准确度。因此，伺服马达的增益、尤其是比例速度增益决定了马达将与所需速度或位置接近的程度。高增益将实现准确的移动。伺服马达的其他参数取决于比例速度增益且被相应地确定。

因此，为避免使马达过冲，在由控制装置所提供的闭环系统中调适比例速度增益。控制装置可实施例如PID滤波器，以计算被施加至马达的控制信号。如果比例速度增益K_vp由此闭环系统更新，则取决于K_vp的参数也将被更新。