[发明专利]一种直流伺服驱动系统及驱动方法

摘要

本发明属于直流伺服电机技术领域，公开了一种直流伺服驱动系统及驱动方法，直流伺服驱动系统的固定套圈焊接在箱体上侧、下侧、左侧外部边缘处，脉冲信号接口端、方向输入接口端、报警输出接口端内嵌在箱体右侧，直流伺服电机输入端设置在箱体上端；直流伺服电机输出端设置在箱体下端、PLC可编程控制器、DSP数字信号处理器、PWM波形发射器、光电编码器、旋转变压器安装在箱体内部。本发明原理简单，使用方便，通过对PLC可编程控制器做出程序的编程处理，能够精确的控制直流伺服电机转速以及转动方向，且具有响应速度快，不止步，在停止时绝对静止的优良特性，满足对各类直流伺服电机的工作需求，具有很强的实用性。

主权项

1.一种直流伺服驱动方法，其特征在于，所述直流伺服驱动方法包括：利用PLC可编程控制器对直流伺服电机进行程序设定；PWM波形发射器发射波形信号，控制直流伺服电机的慢速启动和停止，用以对直流伺服电机的调控；通过光电编码器将光电转换将直流伺服电机轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量，并传输给DSP数字信号处理器，DSP信号处理器接受模拟信号并进行滤波处理；将处理后的信号传输给直流伺服电机，进行直流伺服电机运行速度、电流的调控；光电编码器将光电转换将直流伺服电机轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量中，光电编码器输入q轴电流周期方波指令信号；在t＝0时刻，对所有粒子初始化，在允许取值范围内随机设置粒子的初始化位置x，将第i个粒子的自身个体极值设置成当前位置，全局极值设置成粒子群中的最优粒子位置；随机给定电流环初始控制参数P＝x，通过ADC采样，坐标变换后得到q轴电流跟踪响应信号，更新粒子位置，计算粒子i的适应度；如果粒子i的适应度优于自身个体极值的适应度；如果当前进化代数中，粒子i的适应度优于全局极值的适应度；根据公式计算群体适应度方差；判断算法是否满足收敛条件，如果满足就执行根据公式计算群体适应度方差，否则就对全局最优解按照公式执行变异操作并转回对所有粒子初始化；求出全局最优解的目标函数值，并输出全局最优解，算法结束；通过伺服系统校验最优值等于全局极值，如果满足响应要求则整定成功，否则继续整定；相同整定结构，在确定伺服系统最优P值之后，整定系统I、D值；最终校验伺服系统整体电流闭环响应特性；DSP信号处理器接受模拟信号并进行滤波处理中，通过DSP信号处理器信号的功率谱模型，利用信号功率谱测量数据，采用非线性最小二乘法进行曲线拟合，得到功率谱模型中的参数初值，并编写正则方程组对参数进行修正，最终得到满足既定要求的参数；再根据信号功率谱与相位噪声幂律模型的关系，将求得的参数代入相位噪声幂律模型中，进而得到被测信号的相位噪声测量结果；采用非线性最小二乘法确定参数初值的方法中，依据式采用非线性最小二乘法，确定参数的初值，取即需要选择a_β的初值，将式表示为如下的矩阵形式：FA＝S；其中：A＝[a0 a1 … a4]T  S＝[S0 S1 … S4]T；矩阵F中所要用的数据点是从N个{(fi,Si)}i＝1,2,…,N中选取五个频率点，选取的数值应保证矩阵F是满秩可逆；由此得表示参数aβ初值的矩阵A的初值为：以为初始值进行迭代对矩阵A的值进行估计，l表示迭代次数，此时l＝0；同时通过旋转变压器根据输入电压的大小发生转动位移和速度的变化对直流伺服电机的操控。