[发明专利]一种用于机器人高性能伺服控制驱动的方法

说明书

本发明一种用于机器人高性能伺服控制驱动的方法，在主控单元增加了死区控制算法，修正了之前直线插补的缺陷，提高了死区补偿的精度，降低了执行机构电流的畸形率，有利于机器人的平滑控制；其可以在机器人运动或者工作阶段，保证其各个轴的通讯的实时性，以及保证通讯的可靠性，同时加入了高可靠的死区补偿算法，减小了执行机构的电流畸形，保证系统控制驱动的平稳进行，机器人的稳定工作。

技术领域

本发明涉及一种用于机器人高性能伺服控制驱动的方法，属于机器人控制驱动以及伺服控制驱动技术领域。

背景技术

目前，伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。随着制造业的行业升级和新兴行业的迅速崛起，智能制造和柔性化生产已成为一种发展趋势。为了满足这种工厂自动化的需求，智能装备(比如工业机器人、高端数控机床等)得到了越来越多的应用。

在实际应用中，由于机器人的结构都是几个串联，所以驱动器之间的通讯的同步性，实时性的要求越来越高，同时驱动器需要具备很高的通讯容错能量以及死区补偿能力。开关器件的开通时间、关断时间、死区时间设置和器件导通压降会使开关器件实际输出的电压与给定电压相比产生非线性畸变，进而引发执行机构电流畸变，影响执行机构控制性能，使机器人的运动出现故障，不稳定。传统的伺服控制驱动器只是做了简单的插补补偿，补偿方法简单、低效，不能满足系统的要求。同时通讯模式只有can的方式，使得机器人的多轴模式控制起来通讯复杂不可靠，而且没有一定的容错能力，使得系统在通讯中断或者出现故障时，动作异常。

发明内容

本发明解决的技术问题为：克服现有技术的不足，一种用于机器人高性能伺服控制驱动的方法，其可以在机器人运动或者工作阶段，保证其各个轴的通讯的实时性，以及保证通讯的可靠性，同时加入了高可靠的死区补偿算法，减小了执行机构的电流畸形，保证系统控制驱动的平稳进行，机器人的稳定工作。

本发明解决的技术方案为：一种用于机器人高性能伺服控制驱动的方法，步骤如下：

(1)预先设定执行机构的三相电流值IA,IB,IC；

(2)根据执行机构的三相电流值IA,IB,IC，计算出相电流的理论值的平均值Ip＝(IA+IB+IC)/3；

(3)根据三相电流值的理论值和相电流的理论值的平均值，确定主控单元输出的理论运行命令，将该理论运行命令发送给驱动单元，驱动单元根据理论运行命令生成占空比信号；

(4)根据占空比信号，控制执行机构运动；

(5)测量执行机构每一相的电流实际值，多次测量后，取每一相的电流平均值Ia，Ib，Ic；

(6)将每一相的电流平均值Ia，Ib，Ic，再取平均值，得到三相的实际平均值I；

(7)根据每一相的电流平均值Ia，Ib，Ic和步骤(1)设定执行机构的三相电流值IA,IB,IC，计算出每一相的电流偏差值ΔIa，ΔIb，ΔIc；

(8)将三相的实际平均值I与相电流的理论值的平均值Ip相比较，计算出电流偏差值ΔIp；

(9)以电流偏差值ΔIp作为理论调节阈值，将每一相的电流偏差值ΔIa，ΔIb，ΔIc分别与电流偏差值ΔIp比较，若每一相的电流偏差值小于电流偏差值ΔIp，则根据每一相的电流偏差值ΔIa，ΔIb，ΔIc，计算每一相电流的占空比，根据每一相电流的占空比，确定死区补偿曲线；将该死区补偿曲线输出，用死区补偿曲线对执行机构运动进行死区补偿，然后进行步骤(11)；若每一相的电流偏差值大于等于电流偏差值ΔIp，调节大于等于电流偏差值ΔIp的这一相的电流偏差值对应的电流占空比，生成新的电流占空比信号；

(10)返回步骤(4)，用新的电流占空比信号替换步骤(4)的电流占空比信号。