[发明专利]一种平面电机运动控制方法、装置及系统

权利要求书

1.一种平面电机运动控制方法，所述平面电机包括动子和定子，其特征在于，方法包括：

发送运动指令给控制模块，控制模块控制平面电机运动；

获取测量模块测量的所述动子的位置的测量数据，将所述运动指令与所述测量数据进行比较得到位置误差e，并对所述测量数据做差分得到速度v、加速度a、加加速度jerk、加加加速度snap；

将所述位置误差e与所述加速度a输入到PID控制器，将加速度a、加加速度jerk、加加加速度snap输入到前馈控制器，并进行如下判断：若加速度为0，则所述PID控制器的积分常数Ki不变，若加速度不为0，则将所述积分常数Ki乘以小于1的权重系数k，得到新的积分常数Ki，并将所述误差e与新的积分常数Ki代入PID控制器中输出控制量；

将所述PID控制器输出的控制量与前馈控制器输出的控制量叠加控制所述平面电机运动。

2.根据权利要求1所述的平面电机运动控制方法，其特征在于，

平面电机定子位于O-XYZ坐标系中，其中，Z向垂直于定子表面，

所述测量模块包括Z向电涡流传感器、X向容栅尺和Y向光栅尺，

所述Z向电涡流传感器用于测量所述动子在Z方向的悬浮高度，

所述X向容栅尺和Y向光栅尺分别用于测量动子在X方向和Y方向的位移。

3.根据权利要求2所述的平面电机运动控制方法，其特征在于，

所述Z向电涡流传感器沿X向间隔分为多组，且每组分别处于同一X坐标线上。

4.根据权利要求2所述的平面电机运动控制方法，其特征在于，

还通过两个安装于所述动子的侧面的Y向电涡流传感器测量与参照物的距离，并通过两个Y向电涡流传感器测量值的差值判断动子是否有超过允许范围的偏转，其中，两个Y向电涡流传感器位于同一Y坐标线上。

5.根据权利要求4所述的平面电机运动控制方法，其特征在于，

所述X向容栅尺的读数头安装于动子侧面，标尺贴于参照物上；

所述Y向光栅尺的读数头安装于所述参照物上，标尺贴于平面电机定子侧面。

6.一种平面电机运动控制装置，所述平面电机包括动子和定子，其特征在于，装置包括：

指令发送模块，用于发送运动指令给控制模块，控制模块控制平面电机运动；

误差及差分获取模块，用于获取测量模块测量的所述动子的位置的测量数据，将运动指令与测量数据进行比较，得到位置误差e，并对测量数据做差分得到速度v、加速度a、加加速度jerk、加加加速度snap；

控制模块，用于将位置误差e与加速度a输入到PID控制器，将加速度a、加加速度jerk、加加加速度snap输入到前馈控制器，并进行如下判断：若加速度为0，则所述PID控制器的积分常数Ki不变，若加速度不为0，则将积分常数Ki乘以权重系数k，得到新的积分常数Ki，并将所述误差e与新的积分常数Ki代入PID控制器中输出控制量，将所述PID控制器输出的控制量与前馈控制器输出的控制量叠加控制所述平面电机运动。

7.一种平面电机运动控制系统，其特征在于，包括权利要求6所述的平面电机运动控制装置，还包括：

测量模块，所述测量模块包括Z向电涡流传感器、X向容栅尺和Y向光栅尺，所述Z向电涡流传感器用于测量所述动子在Z方向的悬浮高度，所述X向容栅尺和Y向光栅尺分别用于测量动子在X方向和Y方向的位移，其中，平面电机定子位于O-XYZ坐标系中，其中，Z向垂直于定子表面。

8.根据权利要求7所述的平面电机运动控制系统，其特征在于，

还包括两个安装于所述动子的侧面的Y向电涡流传感器，且两个Y向电涡流传感器位于同一Y坐标线上，每个Y向电涡流传感器的靶面均为参照物的侧面，根据两Y向电涡流传感器测量值的差值，判断动子是否有超过允许范围的偏转。

9.根据权利要求7所述的平面电机运动控制系统，其特征在于，

所述定子的表面加工有散热孔。

10.根据权利要求7所述的平面电机运动控制系统，其特征在于，

所述定子为磁钢阵列，所述动子包括六组三相通电线圈。