[發(fā)明專利]一種用于伺服壓力機(jī)的伺服電機(jī)加減速控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110452788.6
• 申請日: 2011-12-29
• 公開（公告）號: CN102522944A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李建;喻寶林;王建新;殷文齊
• 申請（專利權(quán)）人: 一重集團(tuán)大連設(shè)計研究院有限公司;中國第一重型機(jī)械股份公司
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 李洪福

1.一種用于伺服壓力機(jī)的伺服電機(jī)加減速控制方法，其特征在于：包括以下步驟：

A.構(gòu)造加速階段伺服電機(jī)加速度函數(shù)

考慮到正弦函數(shù)具有無限次連續(xù)可導(dǎo)，由其一階導(dǎo)數(shù)得到的加速度也能滿足連續(xù)要求，因此采用正弦函數(shù)作為伺服電機(jī)加減速構(gòu)造函數(shù)是合理的；另外，為了充分利用伺服電機(jī)額定轉(zhuǎn)速下那段恒定且最大的輸出扭矩，采用兩個不同周期的正弦函數(shù)疊加作為加減速構(gòu)造函數(shù)，在低轉(zhuǎn)速區(qū)采用周期較小的正弦函數(shù)，減少加速時間；在高轉(zhuǎn)速區(qū)采用周期較大的正弦函數(shù)，避免系統(tǒng)超出伺服電機(jī)轉(zhuǎn)矩；在低轉(zhuǎn)速區(qū)采用周期為T＝t_a的正弦函數(shù)，加速時間段為[0，0.25t_a]，在高轉(zhuǎn)速區(qū)采用周期為T＝3t_a正弦函數(shù)，加速時間段為[0.25t_a，t_a]，當(dāng)伺服電機(jī)從較低轉(zhuǎn)速v₁加速到最大轉(zhuǎn)速v_max時，構(gòu)造的加速度函數(shù)如下：

α(t)=π2ta(vmax-v1)sin(2ttaπ)t∈[0,0.25ta]α(t)=π2ta(vmax-v1)sin[(2t3ta+13)π]t∈[0.25ta,ta]---(1)]]>

式中：a為伺服電機(jī)加速度，t_a為總加速時間，t為時間坐標(biāo)，v_max為伺服電機(jī)最高轉(zhuǎn)速，v₁為伺服電機(jī)較低轉(zhuǎn)速，v₁＜v_max；

B.建立加速階段伺服電機(jī)速度表達(dá)式

v(t)=14(vmax+3v1)-14(vmax-v1)cos(2ttaπ)t∈[0,0.25ta]v(t)=14(vmax+3v1)-34(vmax-v1)cos[(2t3ta+13)π]t∈[0.25ta,ta]---(2)]]>

式中：v為速度；

C.建立加速階段伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)位移表達(dá)式

s(t)=14(vmax+3v1)t-ta8π(vmax-v1)sin(2ttaπ)t∈[0,0.25ta]s(t)=14(vmax+3v1)t-9ta8π(vmax-v1)sin[(2t3ta+13)π]+taπ(vmax-v1)t∈[0.25ta,ta]---(3)]]>

式中：s為伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)位移；

D.構(gòu)造減速階段伺服電機(jī)加速度函數(shù)

當(dāng)伺服電機(jī)從最高轉(zhuǎn)速v_max過度到較低轉(zhuǎn)速v₂時，將減速區(qū)間分成兩個階段，在第一階段采用周期為T＝3t_d的三角函數(shù)構(gòu)造伺服電機(jī)減速度曲線，減速時間段為[0，0.75t_d]；在第二階段采用周期為T＝t_d的三角函數(shù)構(gòu)造伺服電機(jī)減速度曲線，減速時間段為[0.75t_d，t_d]；構(gòu)造的減速度函數(shù)如下：

α(t)=-π2td(vmax-v2)sin(2t3tdπ)t∈[0,0.75td]α(t)=π2td(vmax-v2)sin(2ttdπ)t∈[0.75td,td]---(4)]]>

式中：a為減速度，t_d為總減速時間，t為時間坐標(biāo)，v_max為伺服電機(jī)最高轉(zhuǎn)速，v₂為伺服電機(jī)較低轉(zhuǎn)速，v₂＜v_max；

E.建立減速階段伺服電機(jī)速度表達(dá)式

v(t)=14(vmax+3v2)+34(vmax-v2)cos(2t3tdπ)t∈0,0.75td]v(t)=14(vmax+3v2)-14(vmax-v2)cos(2ttdπ)t∈[0.75td,td]---(5)]]>

式中：v為速度；

F.建立減速階段伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)位移表達(dá)式

s(t)=14(vmax+3v2)t+9td8π(vmax-v2)sin(2t3tdπ)t∈[0,0.75td]s(t)=14(vmax+3v2)t-td8π(vmax-v2)sin(2ttdπ)+tdπ(vmax-v2)t∈[0.75td,td]---(6)]]>

式中：s為伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)位移；

G.確定總加速時間和總減速時間

為充分發(fā)揮伺服電機(jī)性能，使加減速階段運行時間最短，選取

ta=|vmax-v1|2Aamaxπtd=|vmax-v2|2Admaxπ---(7)]]>

式中：A_amax和A_dmax分別為伺服電機(jī)最大加速度和最大減速度。