[發明專利]電機驅動系統及方法

在審

• 申請號: 202010733743.5
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN111800053A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 高孝君
• 申請（專利權）人: 廣州視源電子科技股份有限公司;廣州視睿電子科技有限公司
• 主分類號: H02P21/18
• 分類號: H02P21/18;H02P21/20;H02P21/13
• 代理公司: 北京澤方譽航專利代理事務所(普通合伙) 11884
• 代理人: 陳照輝

本申請實施例公開了一種電機驅動系統及方法，涉及電機驅動技術領域，該系統包括：控制器，用于根據當前時刻獲取到的電機的期望位置參數、期望速度參數、實際位置參數和實際速度參數確定驅動電機的第一力矩值；狀態觀測器，用于根據當前時刻獲取到的電機的實際位置參數確定用于補償負載受力的第一力矩估算值，負載通過電機驅動；相加單元，用于將第一力矩值和第一力矩估算值相加，得到第二力矩值，以及輸出第二力矩值，以在當前時刻通過第二力矩值驅動所述電機運轉。上述方案可以解決現有技術中由于產生負載力矩使得電機實際位置與期望位置之間存在偏差，進而降低運動精準性的技術問題。

技術領域

本申請實施例涉及電機驅動技術領域，尤其涉及一種電機驅動系統及方法。

背景技術

電機是依據電磁感應定律實現電能轉換或傳遞的一種電磁裝置，其主要作用是產生驅動轉矩，并將驅動轉矩作為用電器或各種機械的動力源。

隨著機械動力學的發展，誕生了各類智能機械設備，如足式機器人、機械臂等智能機械設備。此時，電機作為智能機械設備的重要組成部分，可以作為智能機械設備的動力源以驅動智能機械設備進行運動。其中，智能機械設備中被電機驅動的裝置可以記為負載。

現有技術中，為了保證智能機械設備運動的精準性，通常采用閉環控制方法驅動電機運轉。其中，閉環控制方法具體為：預先規劃智能機械設備運動過程中各時刻電機運轉的期望位置和期望速度，之后，電機的驅動系統根據當前時刻電機運轉的實際位置和實際速度以及期望位置和期望速度確定電機運轉偏差，并基于電機運轉偏差計算驅動力矩，之后，通過該驅動力矩控制電機運轉，以保證智能機械設備準確地進行運動。發明人在實現本發明的過程中，發現現有技術存在如下缺陷：在使用閉環控制方法時，若出現負載受力(如負載接收摩擦力等外力)的情況，則會出現負載力矩，該負載力矩也可以理解為負載受力時的力矩，該負載力矩出現時，會使得智能機械設備出現運動偏差，此時，為了消除偏差，智能機械設備需要補償該負載力矩，進而抵消負載受力。那么，為了補償負載力矩，電機的驅動系統會使電機的驅動力矩等于負載力矩。相應的，為了保持驅動力矩的正常輸出，會使電機的實際位置與期望位置之間始終存在偏差。此時，負載力矩越大，驅動力矩越大，實際位置與期望位置之間的偏差越大，這樣大大降低了智能機械設備運動的精準性。

發明內容

本申請提供了一種電機驅動系統及方法，以解決現有技術中由于產生負載力矩使得電機實際位置與期望位置之間存在偏差，進而降低運動精準性的技術問題。

第一方面，本申請實施例提供了一種電機驅動系統，包括：控制器、狀態觀測器和相加單元；

所述控制器，用于獲取電機在當前時刻的期望位置參數、期望速度參數、實際位置參數和實際速度參數；根據所述期望位置參數、期望速度參數、實際位置參數和實際速度參數確定當前時刻驅動電機的第一力矩值；

所述狀態觀測器，用于獲取電機在當前時刻的實際位置參數；根據所述實際位置參數確定當前時刻用于補償負載受力的第一力矩估算值，所述負載通過所述電機驅動；

所述相加單元，用于將所述第一力矩值和所述第一力矩估算值相加，得到第二力矩值；輸出所述第二力矩值，以在當前時刻通過所述第二力矩值驅動所述電機運轉。

進一步的，所述狀態觀測器在用于根據所述實際位置參數確定當前時刻用于補償負載受力的第一力矩估算值時，具體為：

將所述實際位置參數和第一觀測位置參數作差，得到當前時刻的位置偏差參數，所述第一觀測位置參數為所述狀態觀測器在上一時刻估算得到的電機觀測位置；

根據所述位置偏差參數和第二力矩估算值計算當前時刻用于補償負載受力的第一力矩估算值，所述第二力矩估算值為上一時刻所述狀態觀測器計算得到的用于補償負載受力的力矩估算值。

進一步的，所述狀態觀測器還用于：

獲取所述電機在當前時刻的電磁轉矩值；