[發明專利]雙碼盤電機控制系統

在審

• 申請號: 201611061485.0
• 申請日: 2016-11-26
• 公開（公告）號: CN108123655A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 鄒風山;楊奇峰;劉世昌;姜鐵程;欒顯燁;宋吉來;孫秉斌
• 申請（專利權）人: 沈陽新松機器人自動化股份有限公司
• 主分類號: H02P29/00
• 分類號: H02P29/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 汪海

本發明公開了一種雙碼盤電機控制系統。所述雙碼盤電機控制系統包括:第一碼盤，設置在電機上，用于計算速度環的速度反饋；第二碼盤，設置在外部執行機構上，作為電機控制位置環的位置反饋；所述電機控制系統采用三環控制，從外到內分別是位置環，速度環和電流環。本發明提供的雙碼盤電機控制系統使用雙碼盤來實現電機的全閉環控制，在執行機構存在傳動間隙或彈性形變等問題時，能夠消除電機短暫“飛車”現象以及極大的改善電機過傳動間隙的震蕩現象。

技術領域

本發明涉及控制技術領域，特別涉及一種雙碼盤電機控制系統。

背景技術

隨著自動化技術快速發展，機器人越來越多的出現在人們的視野中。機器人主要用于工業生產線上，用于代替人類完成一些簡單、繁瑣、重復的任務。機器人的動作機構一般都是由氣缸、液壓、電機等方式驅動。其中電機驅動因其動態性強，安全性高等優勢，正在越來越多的應用在機器人的驅動機構上。

一般驅動機器人都使用伺服電機系統，是指電機、傳感器和控制器構成一個閉環，可以完成對電機的位置控制或速度控制。通常采集電機轉動位置或速度的傳感器都選用編碼器。一種位置閉環指編碼器安裝在電機的尾部，與電機構成一體，編碼盤精確的檢測電機轉子的位置，這種閉環方式能夠精準的控制電機，但是在實際應用中電機和執行機構由于傳動間隙或彈性形變等問題，只控制電機轉子位置并不能精確的控制外部執行機構的位置。另一種位置閉環也稱全閉環，指編碼盤或其他位置傳感器安裝在執行機構末端，這樣就能夠精確的檢測執行機構末端的位置，經過閉環控制，能夠精確控制執行機構的位置。但是這種控制的方法可能會引起電機控制的不平滑。傳統方式單碼盤，過間隙時，位置環的輸出達到上限，速度反饋為0，所以速度閉環會導致電流指令激增至上限，導致“飛車”。

發明內容

本發明的目的旨在至少解決上述的技術缺陷之一。

為此，本發明的目的在于提出一種雙碼盤電機控制系統。所述雙碼盤電機控制系統包括:第一碼盤，設置在電機上，用于計算速度環的速度反饋；第二碼盤，設置在外部執行機構上，作為電機控制位置環的位置反饋；所述電機控制系統采用三環控制，從外到內分別是位置環，速度環和電流環。

在一些實施例中，所述第一碼盤設置在電機尾部。

在一些實施例中，所述第二碼盤為位置傳感器。

在一些實施例中，所述第一碼盤和第二碼盤為增量式碼盤。

在一些實施例中，所述位置環的輸出作為速度環的指令輸入，速度環的輸出作為電流環的指令輸入。

在一些實施例中，所述位置環的輸入為位置指令和所述第二碼盤輸出的位置反饋。

在一些實施例中，所述速度環的輸入為速度指令和第一碼盤輸出的速度反饋。

在一些實施例中，所述電流環的輸入為轉矩指令和電流反饋。

本發明提供的雙碼盤電機控制系統使用雙碼盤來實現電機的全閉環控制，使用安裝在外部執行機構上的位置傳感器作為位置反饋，同時使用電機尾部的碼盤作為速度反饋。在執行機構存在傳動間隙或彈性形變等問題時，能夠消除電機短暫“飛車”現象以及極大的改善電機過傳動間隙的震蕩現象。

本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

附圖說明

本發明上述的和/或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為根據本發明一個實施例的雙碼盤電機控制系統示意圖；

圖2為根據本發明一個實施例的雙碼盤電機控制系統通過傳動驅動單擺示意圖。

具體實施方式