[發明專利]一種用于伺服電機控制的路徑規劃方法及裝置

有效

• 申請號: 201810927729.1
• 申請日: 2018-08-15
• 公開（公告）號: CN108964553B
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 李德良
• 申請（專利權）人: 江門市蒙德電氣股份有限公司
• 主分類號: H02P21/18
• 分類號: H02P21/18
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 林偉峰

本發明涉及一種用于伺服電機控制的路徑規劃方法及裝置，所述方法包括以下步驟：S51、判斷目標點與當前位置的距離是否大于預設的閾值；S52、如果所述距離大于閾值，則通過三角形勻加速方式規劃輸入至電機指令速度，否則通過速度純比例跟蹤方式規劃輸入至電機指令速度；S53、限制指令速度的加速度，使得伺服電機控制過程中的超調量不超過20％。所述裝置包括存儲器、處理器及儲存在存儲器上并能夠在處理器上運行的微計算程序，所述處理器執行所述程序時實現上述的方法。

技術領域

本發明涉及一種用于電機控制的路徑規劃方法及裝置，屬于電機控制領域。

背景技術

伺服電機的控制系統主要由位置控制環、速度控制環、電流控制環、電機、傳感器等部分組成。其中電流控制環和速度控制環是系統控制的內環，位置控制環為最外環，同時也是主閉環。位置控制環作為最外環，直接決定了伺服控制系統的位置跟蹤性能和定位精度。在嵌入式驅動電機中，通常采用三角形勻加速策略或者純比例跟蹤策略，然而，三角形勻加速策略易造成因增益過大的振蕩現象，純比例跟蹤策略易造成在減速開始階段加速度過大而造成的驅動器無法跟隨而產生的定位超調現象，因而有必要發明一種方法解決上述問題。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種用于伺服電機控制的路徑規劃方法及裝置。

本發明的技術方案第一方面為一種用于伺服電機控制的路徑規劃方法，所述方法包括以下步驟：

S51、判斷目標點與當前位置的距離是否大于預設的閾值；

S52、如果所述距離大于閾值，則通過三角形勻加速方式規劃輸入至電機指令速度，否則通過速度純比例跟蹤方式規劃輸入至電機指令速度；

S53、限制指令速度的加速度，使得伺服電機控制過程中的超調量不超過20％。

進一步，所述閾值為伺服控制系統一個控制周期內電機的額定轉速可以運動到的距離。

進一步，在所述步驟S52中，通過三角形勻加速方式規劃的目標速度的計算公式為

其中，S為目標點與當前位置的距離，a為最大允許加速度，t為當前位置到位拐角所需的時間常數。

進一步，在所述步驟S52中，通過速度純比例跟蹤規劃的目標速度的計算公式為Vmax＝S/t，其中，S為目標點與當前位置的距離，t為當前位置到位拐角所需的時間常數。

進一步，所述步驟S53包括：

通過時間離散化的方式計算電機指令速度，并且使每一個離散化的時間段計算的指令速度的加速度不超過電機伺服控制系統的最大允許加速度。

進一步，通過時間離散化的方式計算電機指令速度的公式為

V1＝V0+limit(Vmax-V0，a*dT)，

其中，V0為當前的電機速度為，dT為離散化時間，Vmax為目標速度，a為最大允許加速度，式中的limit為離散飽和計算函數，用于使Vmax和V0之間的離散遞增斜率不超過a。

本發明的技術方案第二方面為一種電機控制方法，包括以下步驟：

A、進行電機電流采樣，然后將采集的反饋電流依次經過CLARK變換和PARK變換得到矢量電流；

B、通過編碼器對電機進行位置采樣，獲得電機的反饋位置和計算得到電機反饋速度；

C、基于路徑規劃，計算出電機的速度輸入參量；

D、基于指令速度和換算的指令電流進行PID控制；