[發(fā)明專利]一種絕對式光電編碼器失效模式下的尋零控制系統(tǒng)及方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010500383.4 | 申請日： | 2020-06-04 |
| 公開（公告）號： | CN111697895B | 公開（公告）日： | 2022-04-08 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 郭超勇;馬婷婷;劉露咪;張述卿;劉繼奎;蔣俊;高益軍;魏鈺良;陶東 | 申請（專利權(quán)）人： | 北京控制工程研究所 |
| 主分類號： | H02P21/18 | 分類號： | H02P21/18;H02P21/14 |
| 代理公司： | 中國航天科技專利中心 11009 | 代理人： | 程何 |
| 地址： | 100080 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 絕對 光電 編碼器 失效 模式 控制系統(tǒng) 方法 | ||
1.一種絕對式光電編碼器失效模式下的尋零控制系統(tǒng)，其特征在于：包括尋零控制流程模塊(1)、虛擬位置預(yù)測模塊(2)、零位檢測模塊(3)、光電編碼器測角模塊(4)、第一差分模塊(5)、力矩電流校正模塊(6)、坐標變換模塊(7)、電流采樣模塊(8)、第二差分模塊(9)、勵磁電流校正模塊(10)、旋轉(zhuǎn)坐標反變換模塊(11)、SVPWM調(diào)制模塊(12)、全橋逆變驅(qū)動模塊(13)、永磁同步電機(14)和軸系負載(15)；
尋零控制流程模塊(1)，根據(jù)尋零啟動指令以及碼盤零位標志字，實現(xiàn)對光電編碼器失效下的尋零控制策略，得到尋零過程中電機的尋零轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動方向，并將尋零轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動方向發(fā)送至虛擬位置預(yù)測模塊(2)；所述尋零控制策略的實現(xiàn)步驟如下：
步驟一：根據(jù)零位檢測模塊(3)輸出的碼盤零位標志字F_zero判斷光電編碼器是否在零位，若在零位則停止尋零驅(qū)動，則進入步驟四；若未在零位則進入步驟二；
步驟二：計算根據(jù)外部設(shè)定的尋零速度計算機構(gòu)轉(zhuǎn)動一圈的預(yù)測時間Tpre，對機構(gòu)驅(qū)動時間計時，獲得計時時間tcur；若計時時間tcur小于預(yù)測時間Tpre，則設(shè)定機構(gòu)的轉(zhuǎn)動方向為正向并將尋零速度和轉(zhuǎn)動方向發(fā)送至虛擬位置預(yù)測模塊(2)，否則進入步驟三；
步驟三：判斷計時時間tcur是否小于2*Tpre，若是，則設(shè)定機構(gòu)的轉(zhuǎn)動方向為反向，并將尋零速度和轉(zhuǎn)動方向發(fā)送至虛擬位置預(yù)測模塊(2)，然后返回步驟一，否則進入步驟四；
步驟四：停止機構(gòu)轉(zhuǎn)動，并將尋零速度設(shè)為0；
步驟五：重新標定光電編碼器輸出的角度；
虛擬位置預(yù)測模塊(2)，根據(jù)尋零速度和轉(zhuǎn)動方向，計算得到下一周期的虛擬預(yù)測角位置，并發(fā)送至坐標變換模塊(7)和旋轉(zhuǎn)坐標反變換模塊(11)；所述虛擬預(yù)測角位置為其中，虛擬預(yù)測角位置，θj為初始角位置，pn為電機極對數(shù)，為尋零轉(zhuǎn)速，t為驅(qū)動系統(tǒng)的控制周期；
零位檢測模塊(3)，用于檢測光電編碼器是否檢測到零位信號，輸出對應(yīng)的碼盤零位標志字；
光電編碼器測角模塊(4)，用于測量機構(gòu)電機輸出軸的角位置和狀態(tài)信息，并將角位置和狀態(tài)信息輸出至零位檢測模塊(3)；
第一差分模塊(5)，用于對設(shè)定的力矩電流指令和兩相靜止坐標系下的力矩電流分量做差值計算，得到力矩電流誤差；
力矩電流校正模塊(6)，用于根據(jù)第一差分模塊輸出的力矩電流誤差，進行電流閉環(huán)控制，輸出機構(gòu)電機q軸參考電壓，并發(fā)送至旋轉(zhuǎn)坐標反變換模塊(11)；
坐標變換模塊(7)，用于根據(jù)下一周期的虛擬預(yù)測角位置對電流采樣模塊(8)的兩相電流進行矢量計算，分別輸出兩相靜止坐標系下的力矩電流分量和勵磁電流分量至第一差分模塊(5)和第二差分模塊(9)；
電流采樣模塊(8)，用于檢測機構(gòu)電機的兩相電流，并發(fā)送至坐標變換模塊(7)；
第二差分模塊(9)，用于對設(shè)定的勵磁電流指令和兩相靜止坐標系下的勵磁電流分量做差值計算，得到勵磁電流誤差；
勵磁電流校正模塊(10)，用于根據(jù)第二差分模塊輸出的勵磁電流誤差，進行電流閉環(huán)控制，輸出機構(gòu)電機d軸參考電壓，并發(fā)送至旋轉(zhuǎn)坐標反變換模塊(11)；
旋轉(zhuǎn)坐標反變換模塊(11)，用于將機構(gòu)電機d軸參考電壓和機構(gòu)電機q軸參考電壓進行旋轉(zhuǎn)坐標反變換，生成機構(gòu)電機α軸參考電壓和機構(gòu)電機β軸參考電壓，并發(fā)送至SVPWM調(diào)制模塊(12)；
SVPWM調(diào)制模塊(12)，用于將機構(gòu)電機α軸參考電壓和機構(gòu)電機β軸參考電壓進行脈寬調(diào)制，生成全橋逆變所需要的脈沖，并發(fā)送至全橋逆變驅(qū)動模塊(13)；
全橋逆變驅(qū)動模塊(13)，用于將外部直流輸入電壓根據(jù)SVPWM調(diào)制模塊(12)輸出的脈沖轉(zhuǎn)換成永磁同步電機(14)所需要的三相電壓；
永磁同步電機(14)，用于將全橋逆變驅(qū)動模塊(13)的輸入電壓轉(zhuǎn)換為輸出驅(qū)動力矩；
軸系負載(15)，作為永磁同步電機(14)的被控對象，根據(jù)永磁同步電機(14)的輸出驅(qū)動力矩進行相應(yīng)的轉(zhuǎn)動。
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