[發明專利]速度和位置間可在線切換的直流電機控制系統及切換方法

有效

• 申請號: 200710025528.4
• 申請日: 2007-08-03
• 公開（公告）號: CN101174807A
• 公開（公告）日: 2008-05-07
• 發明（設計）人: 曾文火;朱鵬程;周云祥
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: H02P7/06
• 分類號: H02P7/06;H02P7/18;G05B11/01;G05D3/12
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明屬于一種直流電機控制系統，特別涉及一種既可控制直流電機速度也可控制直流電機位置的控制系統及兩者之間可以在線平穩切換的方法。

背景技術

目前，公知的直流電機速度控制或位置控制需要兩套不同的控制系統，兩套控制系統在線時是不能相互切換的。同一臺直流電機，如果初始運行在速度控制狀態，想要轉換成位置控制狀態，則首先應該停車，將電機和它所帶的負載從速度控制系統轉接到位置控制系統，再重新啟動，然后進行位置控制。如果初始運行在位置控制狀態，也要經過上述過程的停車和重新啟動，才能轉換成速度控制狀態。

如果采用現有的切換開關對兩套不同的控制系統進行在線強行切換，則對所要控制的位置會產生強烈沖擊，最終控制系統根本無法正常工作。?

發明內容

技術問題??為了克服現有直流電機速度控制或位置控制需要兩套不同的控制系統，而且兩套控制系統無法在線相互切換這一問題，本發明提供一種速度和位置間可在線切換的直流電機控制系統及切換方法，該控制系統，不僅能對直流電機進行速度控制，而且也能對直流電機進行位置控制。此外，速度控制和位置控制還可在線相互切換，在線切換不會對運行中所要控制的位置產生任何沖擊。因此，根據生產實際運行需要，可以隨時對直流電機兩種不同的被控變量進行控制。

技術方案??為解決上述技術問題，本發明的控制系統包括內環、外環和切換環三個閉合環，所述內環包含內環比較器、內環控制器、驅動器、直流電機和速度檢測傳感器，所述這些部件信號順時針方向按序環形連接，內環比較器還通過一個內環切換開關連接到速度指令信號發生器；所述外環包含外環比較器、外環切換開關、外環控制器、內環切換開關、內環比較器、內環控制器、驅動器、直流電機和位置檢測傳感器，所述這些部件信號順時針方向按序環形連接，外環比較器還連接到位置指令信號發生器；所述切換環包含切換比較器、外環切換開關、外環控制器和內環切換開關，所述這些部件信號逆時針方向按序環形連接，切換比較器還連接到速度指令信號發生器。所述內環控制器和外環控制器均由積分環節、積分系數環節、反饋系數環節和比較環節組成。其中，積分環節和積分系數環節順序串聯連接后輸送到比較環節輸入端，而反饋系數環節輸送到比較環節的另一輸入端。

單獨由內環對直流電機進行速度控制，內環和外環嵌套結合對直流電機進行位置控制，切換環確保直流電機速度控制在線切換成位置控制時能夠平穩過渡。

位置控制時內環和外環同時工作，原來用作速度控制的內環成為位置控制的一部分。當直流電機速度控制在線切換成位置控制時，如果不采取有效措施，內環的輸入指令信號會突然改變，位置控制的輸出將會發生突然沖擊，造成整個控制系統不能正常工作。因此，所述控制系統中的切換環在直流電機速度控制時閉環進行工作，使內環切換開關的速度檔和位置檔信號隨時保持相等，確保內環輸入指令信號在切換時保持不變，使直流電機速度控制在線切換成位置控制時能夠平穩過渡。當直流電機位置控制切換成速度控制時，速度控制只有內環進行工作，內環輸入指令信號完全取決于速度指令信號，速度控制的輸出不存在突然沖擊的問題，位置控制時無需切換環工作。

因此，本發明中的切換環為直流電機速度控制和位置控制提供一種在線切換方法。它包括下列步驟：將內環切換開關和外環切換開關在線同步切換到速度檔時，單獨由內環對直流電機的速度進行控制，與此同時，切換環閉環進行工作；將內環切換開關和外環切換開關在線同步切換到位置檔時，內環和外環嵌套結合對直流電機的位置進行控制，此時切換環開環不工作。

有益效果??本發明的有益效果是：

1、同一套控制系統既可以對直流電機進行速度控制，也可對直流電機進行位置控制，進而可以分別控制直流電機所帶機械負載的轉速或位置。

2、直流電機速度控制和位置控制在線切換時能夠平穩過渡，即電機運行時可根據生產實際需要隨時更換被控機械變量，在線切換時不會對輸出位置造成沖擊。

附圖說明

圖1是可在速度和位置間在線切換的直流電機控制系統及切換方法原理框圖。

圖2是可在速度和位置間在線切換的直流電機控制系統及切換方法結構方塊圖。

具體實施方式

下面結合附圖詳細敘述本發明的具體實施方案，圖1是可在速度和位置間在線切換的直流電機控制系統及切換方法原理框圖。