[发明专利]一种直流力矩电机启动过程精确控制方法

说明书

本发明公开了一种直流力矩电机启动过程精确控制方法，针对直流力矩电机启动力矩大问题，首先，根据系统各项性能指标确定电机启动的位置角，然后，判断电机是否启动，若没有启动，控制主令采用比例，积分输出；同时给出比例、积分参数的选取方法；随后对控制主令进行限幅处理；最后，电机启动后，通过固定主令输出控制电机以稳定的速度转动。该方法能够有效保证直流力矩电机在规定时间内正常启动，提高系统可靠性。本发明方法具有下列优点：具有实现方法简单，计算数据准确，在工程实践中有效等优点。

技术领域

本发明涉及伺服控制系统电机控制技术领域，具体涉及一种直流力矩电机启动过程精确控制方法。

背景技术

目前，国内在导引头伺服平台、光电跟踪仪等产品中，多采用直流力矩电机作为执行机构，直流力矩电机是直接驱动伺服应用的理想选择，在尽量减小尺寸，重量，功率和响应时间的同时，并最大限度地提高速度和位置精度。未直流力矩电机提供了一个伺服驱动器，可以直接连接到驱动负载。

直流力矩电机可以为理想的定位和速度控制系统提供超低转速和高扭矩，或高的响应速度和最佳转矩；具有如下特点：无框安装模式和可选的大的转矩范围；高转矩惯量比，快速启动/停止和高加速度；高转矩功率比，低功率输入要求；低电气时间常数为优良的命令响应所有运行速度；线性转矩响应输入电流和速度，没有死角；长期运行可靠性；精度高，即使在极低转速也无需齿轮系统；运行安静、平稳；设计紧凑、适应性强；可按要求设计包括永磁材料，叠片槽数，铁芯厚度，供电电压等。

永磁式直流力矩电动机属于一种低转速、大扭矩、可以堵转的伺服电动机，

其中有刷电机成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，需要维护，但维护方便(换碳刷)，会产生电磁干扰，对环境有要求。

直流力矩电机启动过程分为：启动，加速，运行，减速，停止五个部分，其中启动为直流力矩电机工作的第一部分，若启动力矩过大，会造成伺服系统不能启动，或启动时间过长，给系统带来虚警等问题。

因此目前需要一种针对直流力矩电机的控制方法能够使得直流力矩电机在规定时间内正常启动。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种直流力矩电机启动过程精确控制方法，能够有效保证直流力矩电机在规定时间内正常启动，提高系统可靠性。

为达到上述目的，本发明的技术方案包括：

步骤1：电机与位置传感器通过齿轮啮合传动，读取位置传感器的位置信息，通过位置信息判断电机状态。

位置传感器转动一个齿对应的码数为F：

其中A为位置传感器转动的最小角度；D为位置传感器转动一个齿所需要的角度。

步骤2、电机未启动时，位置传感器的输出角度小于D，则电机的控制主令采用比例、积分输出。

比例系数设置为G：G＝h×F；其中h为预先设置的比例裕量。

步骤3：对积分项进行限幅，设置积分限幅最大值为I：I＝G×F×j。

其中j为预先设置的积分限幅裕量。

步骤4、获取当前位置角xpst，前一时刻位置角为xpst0，则当前角度差ax＝xpst-xpst0；预先设置积分输出xiout的初始值。

步骤5、判断ax是否处于(-F,F)，若是，则比例输出bx＝ax×G，积分输出xiout增加ax，进入步骤6；否则令ax＝F，令比例输出bx＝ax×F，积分输出xiout＝0，进入步骤7。

步骤6、判断积分输出xiout是否处于积分限幅范围(-I，I)，则进入步骤7，否则令积分输出xiout等于积分限幅I。