[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

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910791151.6
• 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

本發(fā)明涉及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)前在斜坡發(fā)生器數(shù)學(xué)模型中所處區(qū)段，并根據(jù)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。本發(fā)明還涉及一種用于實施該控制方法的控制系統(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于變頻器控制的高精度定位的控制方法。本發(fā)明還涉及一種用于實施該控制方法的控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的定位控制方法普遍使用接近開關(guān)控制或者適用高低速控制。上述方法適用于精度和定位時間要求不嚴(yán)格的場合。但是，上述的控制方法并不適用于需要高精度或時間最優(yōu)的控制定位的應(yīng)用場景。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種基于變頻器控制的高精度定位的控制方法，通過建立變頻器斜坡發(fā)生器模型，實時計算出當(dāng)前所需的速度來輸出相應(yīng)的頻率，從而能夠精確達到目標(biāo)位置，實現(xiàn)高精度和時間的最優(yōu)控制。

通過這樣的設(shè)計，與設(shè)備機械機械性能，軌道形狀，行走路徑等外部因素?zé)o關(guān)地解決了設(shè)備運動的軌跡上的高精度定位難題。因此，本發(fā)明可廣泛適用于物流行業(yè)、鋼鐵行業(yè)、食品行業(yè)等各行業(yè)的快速高精度定位控制場合。

本發(fā)明提供的基于變頻器的控制方法，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。

根據(jù)本發(fā)明提供的基于變頻器的控制方法的一種優(yōu)選實施方式，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。

在本發(fā)明提供的基于變頻器的控制方法的一種優(yōu)選實施方式中，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。

在判斷運動設(shè)備的當(dāng)前速度時，本發(fā)明的控制方法給出了優(yōu)選的實施方式，其中，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。

其中，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。