[发明专利]基于变频器的控制方法及相关控制系统

权利要求书

1.一种基于变频器的控制方法，该控制方法用于对运动设备进行高精度定位，包括如下步骤：

计算运动设备的目标位置与初始位置的差值，

为变频器建立斜坡发生器数学模型，该斜坡发生器数学模型包括在目标位置与初始位置之间的、变频器频率与运动设备速度具有线性关系的若干连续区段，

检测运动设备的当前位置，

根据运动设备的当前位置确定该运动设备当前在所述斜坡发生器数学模型中所处区段，并根据所述斜坡发生器数学模型以运动设备的当前位置计算出当前所需的运动设备速度

根据在所述斜坡发生器数学模型中当前所处区段中变频器频率与运动设备速度的线性关系以运动设备速度计算出所需变频器频率。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在所述斜坡发生器数学模型的各区段中，变频器频率与运动设备速度的线性关系通过如下方式实现：

记录能使运动设备在正、反两个运动方向上产生最小行走速度的变频器最小输出频率；

通过变频器以多个变频器频率驱动电机使所述运动设备在正、反方向上分段地多次行走，记录在各个特定变频器频率下的各个特定速度平均值作为该变频器频率的对应速度计算值；

根据已找出的最小行走速度及不同变频器频率对应的不同速度计算值，按照线性比例确定所述斜坡发生器数学模型中的变频器频率，当该变频器频率对应的速度计算值与运动设备的实际速度不一致时，进行PID调节，修正下一次的频率输出，以使得所述斜坡发生器数学模型中的变频器频率与运动设备的实际速度满足线性关系。

3.根据权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，对应于运动设备从起动到停止的速度和加速度变化，所述斜坡发生器数学模型共分为七个区段：加加速段、匀加速段、减加速段、匀速段、加减速段、匀减速段、减减速段。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，

在加加速段，匀加速段，减加速段，按所述运动设备起动后经过的时间计算出当前的速度。

5.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，

在加减速段，匀减速段，减减速段，使用所述运动设备在相应区段的已走距离来计算出当前的速度。

6.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，

在所述运动设备走完全部的加加速段，匀加速段、减加速段、匀速段、加减速段、匀减速段、减减速段并停止后，根据位置传感器采集到的位置信息判断与目标位置的距离是否处于给定误差范围内，如果是，则判断为已运动到位，如果与目标位置的距离不在给定误差范围内，则根据与目标位置的距离自动退回到所述斜坡发生器数学模型的加加速段，匀加速段、减加速段、匀速段、加减速段、匀减速段、减减速段中的相应区段继续行走。

7.一种基于变频器的控制系统，该控制系统用于对运动设备进行高精度定位，包括：

指令输入单元，该指令输入单元能够用于输入所述运动设备的初始位置和目标位置；

斜坡发生器，该斜坡发生器用于建立目标位置和初始位置之间的对应于运动设备从起动到停止的速度和加速度变化的斜坡发生器数学模型，该斜坡发生器数学模型包括在目标位置与初始位置之间的、变频器频率与运动设备速度具有线性关系的若干连续区段；

位置传感器，该位置传感器用于检测所述运动设备的当前位置；

控制逻辑，所述控制逻辑适于根据运动设备的当前位置确定该运动设备当前在所述斜坡发生器数学模型中所处区段，并根据在所述斜坡发生器数学模型中所处区段以运动设备的当前位置计算出当前所需运动设备速度，并根据当前在所述斜坡发生器数学模型中所处区段中的变频器频率与运动设备速度的线性关系以所需运动设备速度计算出所需变频器频率；

通信模块，该通信模块适于接收位置传感器检测到的当前位置并将所检测到的当前位置传送给控制逻辑；

变频器，该变频器适于以所述控制逻辑确定的变频器频率工作；

电机，该电机适于根据所述变频器的信号驱动所述运动设备。