[发明专利]基于变频器的控制方法及相关控制系统

说明书

本发明涉及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斜坡发生器数学模型中所处区段，并根据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。本发明还涉及一种用于实施该控制方法的控制系统。

技术领域

本发明涉及一种基于变频器控制的高精度定位的控制方法。本发明还涉及一种用于实施该控制方法的控制系统。

背景技术

传统的定位控制方法普遍使用接近开关控制或者适用高低速控制。上述方法适用于精度和定位时间要求不严格的场合。但是，上述的控制方法并不适用于需要高精度或时间最优的控制定位的应用场景。

发明内容

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种基于变频器控制的高精度定位的控制方法，通过建立变频器斜坡发生器模型，实时计算出当前所需的速度来输出相应的频率，从而能够精确达到目标位置，实现高精度和时间的最优控制。

通过这样的设计，与设备机械机械性能，轨道形状，行走路径等外部因素无关地解决了设备运动的轨迹上的高精度定位难题。因此，本发明可广泛适用于物流行业、钢铁行业、食品行业等各行业的快速高精度定位控制场合。

本发明提供的基于变频器的控制方法，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。

根据本发明提供的基于变频器的控制方法的一种优选实施方式，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。

在本发明提供的基于变频器的控制方法的一种优选实施方式中，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。

在判断运动设备的当前速度时，本发明的控制方法给出了优选的实施方式，其中，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。

其中，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。