[發(fā)明專利]基于變頻器的控制方法及相關(guān)控制系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2019-08-26
• 公開（公告）號: CN110456728A
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 段湘杰;施旭杰;邢凱
• 申請（專利權(quán)）人: 安德里茨(中國)有限公司
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05
• 代理公司: 11821 北京卓孚律師事務(wù)所
• 代理人: 任宇<國際申請>=<國際公布>=<進入國

1.一種基于變頻器的控制方法，該控制方法用于對運動設(shè)備進行高精度定位，包括如下步驟：

計算運動設(shè)備的目標(biāo)位置與初始位置的差值，

為變頻器建立斜坡發(fā)生器數(shù)學(xué)模型，該斜坡發(fā)生器數(shù)學(xué)模型包括在目標(biāo)位置與初始位置之間的、變頻器頻率與運動設(shè)備速度具有線性關(guān)系的若干連續(xù)區(qū)段，

檢測運動設(shè)備的當(dāng)前位置，

根據(jù)運動設(shè)備的當(dāng)前位置確定該運動設(shè)備當(dāng)前在所述斜坡發(fā)生器數(shù)學(xué)模型中所處區(qū)段，并根據(jù)所述斜坡發(fā)生器數(shù)學(xué)模型以運動設(shè)備的當(dāng)前位置計算出當(dāng)前所需的運動設(shè)備速度

根據(jù)在所述斜坡發(fā)生器數(shù)學(xué)模型中當(dāng)前所處區(qū)段中變頻器頻率與運動設(shè)備速度的線性關(guān)系以運動設(shè)備速度計算出所需變頻器頻率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，在所述斜坡發(fā)生器數(shù)學(xué)模型的各區(qū)段中，變頻器頻率與運動設(shè)備速度的線性關(guān)系通過如下方式實現(xiàn)：

記錄能使運動設(shè)備在正、反兩個運動方向上產(chǎn)生最小行走速度的變頻器最小輸出頻率；

通過變頻器以多個變頻器頻率驅(qū)動電機使所述運動設(shè)備在正、反方向上分段地多次行走，記錄在各個特定變頻器頻率下的各個特定速度平均值作為該變頻器頻率的對應(yīng)速度計算值；

根據(jù)已找出的最小行走速度及不同變頻器頻率對應(yīng)的不同速度計算值，按照線性比例確定所述斜坡發(fā)生器數(shù)學(xué)模型中的變頻器頻率，當(dāng)該變頻器頻率對應(yīng)的速度計算值與運動設(shè)備的實際速度不一致時，進行PID調(diào)節(jié)，修正下一次的頻率輸出，以使得所述斜坡發(fā)生器數(shù)學(xué)模型中的變頻器頻率與運動設(shè)備的實際速度滿足線性關(guān)系。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，對應(yīng)于運動設(shè)備從起動到停止的速度和加速度變化，所述斜坡發(fā)生器數(shù)學(xué)模型共分為七個區(qū)段：加加速段、勻加速段、減加速段、勻速段、加減速段、勻減速段、減減速段。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制方法，其特征在于，

在加加速段，勻加速段，減加速段，按所述運動設(shè)備起動后經(jīng)過的時間計算出當(dāng)前的速度。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制方法，其特征在于，

在加減速段，勻減速段，減減速段，使用所述運動設(shè)備在相應(yīng)區(qū)段的已走距離來計算出當(dāng)前的速度。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制方法，其特征在于，

在所述運動設(shè)備走完全部的加加速段，勻加速段、減加速段、勻速段、加減速段、勻減速段、減減速段并停止后，根據(jù)位置傳感器采集到的位置信息判斷與目標(biāo)位置的距離是否處于給定誤差范圍內(nèi)，如果是，則判斷為已運動到位，如果與目標(biāo)位置的距離不在給定誤差范圍內(nèi)，則根據(jù)與目標(biāo)位置的距離自動退回到所述斜坡發(fā)生器數(shù)學(xué)模型的加加速段，勻加速段、減加速段、勻速段、加減速段、勻減速段、減減速段中的相應(yīng)區(qū)段繼續(xù)行走。

7.一種基于變頻器的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)用于對運動設(shè)備進行高精度定位，包括：

指令輸入單元，該指令輸入單元能夠用于輸入所述運動設(shè)備的初始位置和目標(biāo)位置；

斜坡發(fā)生器，該斜坡發(fā)生器用于建立目標(biāo)位置和初始位置之間的對應(yīng)于運動設(shè)備從起動到停止的速度和加速度變化的斜坡發(fā)生器數(shù)學(xué)模型，該斜坡發(fā)生器數(shù)學(xué)模型包括在目標(biāo)位置與初始位置之間的、變頻器頻率與運動設(shè)備速度具有線性關(guān)系的若干連續(xù)區(qū)段；

位置傳感器，該位置傳感器用于檢測所述運動設(shè)備的當(dāng)前位置；

控制邏輯，所述控制邏輯適于根據(jù)運動設(shè)備的當(dāng)前位置確定該運動設(shè)備當(dāng)前在所述斜坡發(fā)生器數(shù)學(xué)模型中所處區(qū)段，并根據(jù)在所述斜坡發(fā)生器數(shù)學(xué)模型中所處區(qū)段以運動設(shè)備的當(dāng)前位置計算出當(dāng)前所需運動設(shè)備速度，并根據(jù)當(dāng)前在所述斜坡發(fā)生器數(shù)學(xué)模型中所處區(qū)段中的變頻器頻率與運動設(shè)備速度的線性關(guān)系以所需運動設(shè)備速度計算出所需變頻器頻率；

通信模塊，該通信模塊適于接收位置傳感器檢測到的當(dāng)前位置并將所檢測到的當(dāng)前位置傳送給控制邏輯；

變頻器，該變頻器適于以所述控制邏輯確定的變頻器頻率工作；

電機，該電機適于根據(jù)所述變頻器的信號驅(qū)動所述運動設(shè)備。