[發明專利]一種云臺電機控制方法

在審

• 申請號: 201711232553.X
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN108736779A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 鄧孔全
• 申請（專利權）人: 深圳市科衛泰實業發展有限公司
• 主分類號: H02P21/13
• 分類號: H02P21/13;H02P27/12;H02P27/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種云臺電機控制方法，利用卡爾曼濾波算法與FOC云臺電機控制算法的結合，對采集到的反饋電流進行濾波處理，以得到一個噪聲比較小的電流信號，并利用該電流信號對應輸出一個SVPWM波形，以控制云臺電機轉動到相應的位置。與現有技術相比，本發明實現了云臺電機的高精度控制，進而實現了云臺的高精度控制。

技術領域

本發明屬于電機控制領域，具體涉及的是一種基于卡爾曼濾波算法的FOC云臺電機控制方法。

背景技術

FOC(field-oriented control)為磁場導向控制，又稱為矢量控制(vectorcontrol)，是一種利用變頻器(VFD)控制三相交流馬達的技術，利用調整變頻器的輸出頻率、輸出電壓的大小及角度，來控制馬達的輸出。其特性是可以個別控制馬達的的磁場及轉矩，類似他激式直流馬達的特性。由于處理時會將三相輸出電流及電壓以矢量來表示，因此稱為矢量控制。

FOC能夠將異步電動機構造上不能分離的轉矩電流和勵磁電流分離成相位差90°的轉矩電流和勵磁電流分別進行控制，從而可以像控制直流電機那樣對交流電機進行控制。雖然目前FOC在云臺電機的控制上已經使用得比較普遍，但是對于高精度云臺上的使用，還不能滿足電機的控制要求。

發明內容

為此，本發明的目的在于提供一種能夠滿足高精度云臺電機控制要求的FOC云臺電機控制方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的。

一種云臺電機控制方法，包括：

利用FOC云臺電機控制算法對應采集云臺電機的反饋電流；

通過卡爾曼濾波算法對上述反饋電流進行濾波處理，并對卡爾曼濾波算法中的參數進行調節，比較各種參數下的卡爾曼濾波效果，以得出一個噪聲比較小的電流信號；

接收云臺電機對應的控制信號，通過FOC云臺電機控制算法將所述控制信號轉換為目標電流，并與檢測的實時電流做PID運算，得到Vqd；之后將Vqd進行反PARK變換得到Valphabeta，Valphabeta再經過SVPWM生成器，輸出一個SVPWM波；

將所述SVPWM波送入云臺電機，控制云臺電機轉動到相應的位置。

優選地，所述卡爾曼濾波算法包括：

X(k|k-1)＝AX(k-1|k-1)+B U(k)………(1)

P(k|k-1)＝AP(k-1|k-1)A’+Q………(2)

X(k|k)＝X(k|k-1)+Kg(k)(Z(k)-H X(k|k-1))………(3)

Kg(k)＝P(k|k-1)H’/(H P(k|k-1)H’+R)………(4)

P(k|k)＝(I-Kg(k)H)P(k|k-1)………(5)；

其中，式(1)中，X(k|k-1)是利用上一狀態預測的結果，X(k-1|k-1)是上一狀態最優的結果，U(k)為現在狀態的控制量；

式(2)中，P(k|k-1)是X(k|k-1)對應的covariance，P(k-1|k-1)是X(k-1|k-1)對應的covariance，A’表示A的轉置矩陣，Q是系統過程的covariance；

式(3)中，Kg為卡爾曼增益；

式(5)中，I為1的矩陣，對于單模型單測量，I＝1，當系統進入k+1狀態時，P(k|k)為式(2)中的P(k-1|k-1)。

優選地，根據上一時刻的最優結果及式(1)估算出上一時刻的預測結果；