[发明专利]一种多电机电气消隙及自动故障隔离方法

说明书

发明是一种多电机电气消隙及自动故障隔离方法，本发明在多电机同时驱动系统的基础上，充分利用已有驱动装置，将已有驱动装置分为两组，在不增加系统成本的情况下，利用双电机消隙原理及消隙过程中的自动故障隔离方法，实现了减小速率波动的目的。该方法在一定的速率精度范围内可减小由于传动链间隙引起的速率波动现象，同时提高了系统的容错性和可靠性。

技术领域

本发明是一种多电机电气消隙及自动故障隔离方法，属于电机运动控制技术领域。

背景技术

多电机驱动运动控制领域一般要求设备具有高的运动平稳性，其中，传动链的间隙是影响低速运动平稳性的重要因素，针对减小间隙影响的方法，传统的措施包括机械消隙法和双电机消隙法，机械消隙法如双齿轮或双蜗杆法等，经过仔细调整，可以将间隙调整到一定范围内，但不能从根本上消除间隙，而双电机消隙法则从电气控制上，通过一定的控制策略，在牺牲部分效率的基础上可以达到相对理想的效果，但由于需要额外的一套驱动系统，因此，成本较高；对于多电机驱动系统，如果单纯采用传统的双电机消隙方法，则需要成倍增加驱动系统，造成相对成本较高，调试复杂。

发明内容

本发明正是针对上述现有技术中存在的不足而设计提供了一种多电机电气消隙及自动故障隔离方法，其目的是间接采用双电机消隙的原理，实现运动部件的电气消隙控制，从而达到低成本减小速率波动的目的，同时通过消隙过程中的自动故障隔离方法，提高了系统的可靠性。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

该种多电机电气消隙及自动故障隔离方法，所述多电机是指有超过3台的电机同时驱动运动部件，其特征在于：该方法的步骤如下：

步骤一、多电机分组

对于超过3台的电机进行分组，若电机数为偶数，将电机按排列顺序分两组，分别为奇数组电机、偶数组电机；若电机数为奇数，将电机排列顺序中最后一台隔离出来，作为单独控制电机，其余的偶数台电机仍按排列顺序分两组，分别为奇数组电机、偶数组电机；

步骤二、位置环运算

将目标位置值与经过传感器检测到的运动部件当前实际位置值相减，得到位置差值，然后，对位置差值进行PID运算，得到位置环运算结果，将位置环运算结果作为速率环的给定值；

步骤三、速率环运算

将步骤二所得的结果与经过传感器检测到的运动部件的当前实际速率值相减，得到速率差值，然后，对速率差值进行PID运算，得到速率环运算结果，将速率环运算结果作为电流环的给定值；

步骤四、消隙运算

将步骤三所得的电流环给定值按规则分别输出给奇数组电机中每一台电机的驱动器、偶数组电机中每一台电机的驱动器以及单独控制电机的驱动器；

所述规则为：将电流环的给定值设为x，设消隙偏置电流为b，设消隙电流阈值为c；当c₀＝c-b≥0时，设奇数组电机得到的电流环给定值为y1，设偶数组电机得到的电流环给定值为y2，单独控制电机得到的电流环给定值为x，其中y1、y2采用以下公式计算：

步骤五、所有电机的驱动器根据各自得到的电流环给定值输出电流至电机，驱动电机运转，带动运动部件运动，至此一个控制周期完成，然后重复步骤二至步骤五，直至运动部件定位于目标位置值。

进一步，当奇数组电机中出现电机停止运转时，按排列顺序，停止运转的电机的后一台电机主动停止运转；当偶数组电机中出现电机停止运转时，按排列顺序，停止运转的电机的前一台电机主动停止运转。

本发明技术方案的特点及优点为：