[發明專利]一種直流電機型力促動器的控制方法及電控裝置

無效

• 申請號: 201010152279.7
• 申請日: 2010-04-22
• 公開（公告）號: CN101840064A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 王帥;張麗敏;張斌;李洪文;陰玉梅
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G02B23/02
• 分類號: G02B23/02;G02B26/08;G05B19/04
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 陶尊新

1.一種直流電機型力促動器的控制方法，其特征是，它的具體步驟為：

步驟一：控制系統(16)獲得力設定值Fr；

步驟二：將力采集單元(8)獲得力反饋值Fb送入控制系統(16)；

步驟三：將步驟一獲得的力設定值Fr與步驟二獲得的力反饋值Fb進行減法操作，獲得力誤差值ef，采用控制系統(16)中的力控制器(1)對所述力誤差值ef進行校正，并將校正結果作為控制系統(16)中的力速度控制器(2)的力速度設定值Vr；

步驟四：控制系統(16)將步驟二獲得的力反饋值Fb與經過延遲單元(7)獲得的力反饋值Fb1相減，然后將相減后的結果除以延遲單元(7)產生的延遲時間T，獲得力速度反饋值Vb；

步驟五：將步驟三獲得的力速度設定值Vr與步驟四獲得的力速度反饋值Vb進行減法操作，獲得差值ev，采用控制系統(16)中的力速度控制器(2)對所述差值ev進行校正，并將校正結果作為直流電機(9-1)的電流設定值Ir；

步驟六：將步驟五獲得的直流電機(9-1)的電流設定值Ir與電流采樣單元(6)獲得的電流反饋值Ib進行減法操作，獲得差值電流ei，采用電流控制器(3)對所述差值電流ei進行校正，采用功率放大器(4)對校正后的結果進行放大，控制直流電機(9-1)的旋轉，對力促動器(9)進行控制。

2.根據權利要求1所述的一種直流電機型力促動器的控制方法，其特征在于，所述力控制器(1)、力速度控制器(2)和電流控制器(3)采用的是比例-積分控制器或者純比例控制器。

3.一種直流電機型力促動器的電控裝置，包括通信單元(20)、電源模塊(21)、控制系統(16)、數模轉換器(18)、傳感器接口(15)、直流電機接口(19)、數字接口(17)；其特征是，它還包括力采集單元(8)、功率放大器(4)、電流控制器(3)和電流采樣單元(6)；

所述控制系統(16)輸入端分別與通信單元(20)的輸出端、數字接口(17)的輸出端、功率放大器(4)的輸入端和力采集單元(8)的輸出端連接；控制系統(16)分別通過通信單元(20)讀取力設定值，通過力采集單元(8)讀取力反饋值進行操作，通過數字接口(17)讀取力促動器的輸出力的限位狀態信息；數模轉換器(18)的輸入端與控制系統(16)的輸出端連接，所述數模轉換器(18)將控制系統(16)輸出的電流設定值由數字信號轉換為模擬信號，以提供給電流控制器(3)；所述電流控制器(3)的輸出端與功率放大器(4)的輸入端連接，功率放大器(4)的輸出端分別與直流電機接口(19)和電流采樣單元(6)連接；所述電流采樣單元(6)用來采集電流控制器(3)提供的電流反饋值，所述電流控制器(3)用來控制直流電機的電樞電流，功率放大器(4)用來將電流驅動信號放大，以驅動直流電機的轉動；數字接口(17)的輸出端與功率放大器(4)的另一個輸入端連接，數字接口(17)用來接入力促動器的限位狀態信息；所述力采集單元(8)的輸入端與傳感器接口(15)連接，力采集單元(8)通過傳感器接口(15)獲得力促動器的輸出力；傳感器接口(15)與電源模塊(21)連接。

4.根據權利要求3所述的一種直流電機型力促動器的電控裝置，其特征在于，所述力采集單元(8)由模數轉換器(8-2)和模擬信號調理單元(8-1)組成；所述模數轉換器(8-2)的輸入端與模擬信號調理單元(8-1)的模擬信號輸出端連接；所述模擬信號調理單元(8-1)的模擬信號輸入端作為力采集單元(8)的信號輸入端，模數轉換器(8-2)的輸出端作為力采集單元(8)的信號輸出端；所述模擬信號調理單元(8-1)將測LoadCell輸出的微弱電壓信號放大，模數轉換器(8-2)對放大后的電壓信號進行采樣，提供給控制系統(16)作為力反饋值。

5.根據權利要求4所述的一種直流電機型力促動器的電控裝置，其特征在于，所述模擬信號調理單元(8-1)采用儀表放大器AD620。