[發(fā)明專利]一種交流伺服跟蹤控制系統(tǒng)及其方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011261761.4
• 申請(qǐng)日: 2020-11-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112305998B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董直姜;張?zhí)?/a>;張?zhí)珵?/a>;陳崇友;屠奔奔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 臺(tái)州中盟聯(lián)動(dòng)企業(yè)管理合伙企業(yè)(有限合伙)
• 主分類號(hào): G05B19/414
• 分類號(hào): G05B19/414
• 代理公司: 衢州維創(chuàng)維邦專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33282
• 代理人: 徐衛(wèi)勇

本發(fā)明提供了一種交流伺服跟蹤控制系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括中央計(jì)算模塊、交流伺服控制模塊、視頻數(shù)據(jù)模塊、交流伺服電機(jī)模塊、IO模塊、角度監(jiān)測(cè)模塊、光強(qiáng)檢測(cè)模塊；所述交流伺服控制模塊與交流伺服電機(jī)模塊連接；所述中央計(jì)算模塊分別與交流伺服控制模塊、視頻數(shù)據(jù)模塊、IO模塊、角度監(jiān)測(cè)模塊、光強(qiáng)檢測(cè)模塊連接；所述交流伺服電機(jī)模塊包括橫向交流伺服電機(jī)、縱向交流伺服電機(jī)；角度監(jiān)測(cè)模塊包括若干個(gè)角度傳感器，所述角度傳感器分別設(shè)置于遮光板主軸上，用于檢測(cè)主軸的水平角度及垂直角度；視頻數(shù)據(jù)模塊包括若干個(gè)視頻傳感器，用于接收固定區(qū)域內(nèi)的遮光板圖像數(shù)據(jù)，并傳輸給中央計(jì)算模塊。本方案智能化程度高，運(yùn)算簡(jiǎn)單，響應(yīng)速度快。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于基于多交流電機(jī)的控制領(lǐng)域，尤其涉及一種基于交流伺服電機(jī)的精確動(dòng)作控制系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)代交流伺服系統(tǒng)最早被應(yīng)用到宇航和軍事領(lǐng)域，比如火炮、雷達(dá)控制。逐漸進(jìn)入到工業(yè)領(lǐng)域和民用領(lǐng)域。工業(yè)應(yīng)用主要包括高精度數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人和其他廣義的數(shù)控機(jī)械。

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，在民用交流伺服控制領(lǐng)域，交流伺服系統(tǒng)得到大量應(yīng)用。尤其在大型建筑，例如辦公樓宇、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)等，隨著自動(dòng)控制和智能化要求的不斷提高，大量的智能化的伺服控制系統(tǒng)開(kāi)始廣泛應(yīng)用。

在采光和照明方面，現(xiàn)有研究表明，建筑內(nèi)采光和照明的程度以及自然光照射比例，會(huì)直接影響內(nèi)部使用者的舒適度和工作效率，在一定光強(qiáng)條件下的自然光環(huán)境下，學(xué)習(xí)效率能提升26％，工作效率可以提升16％；而在大型露天場(chǎng)館或者具有大型玻璃穹頂?shù)膱?chǎng)館中，一定光強(qiáng)條件下的自然光環(huán)境，能有效改善內(nèi)部使用者的情緒。

而目前的常規(guī)遮光系統(tǒng)中，大部分采用基礎(chǔ)的人工調(diào)節(jié)方式，僅進(jìn)行簡(jiǎn)單的展開(kāi)或者收起操作，并且遮光系統(tǒng)也不具有高度的智能化和自檢功能。而遮光系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，因電機(jī)負(fù)載的瞬時(shí)變化情況較多，例如天氣原因等，對(duì)使用的交流伺服電機(jī)的工作狀態(tài)又有著較大的要求，對(duì)交流伺服電機(jī)的工作狀態(tài)的監(jiān)控也提出了更高的要求。因此，實(shí)現(xiàn)對(duì)遮光系統(tǒng)的智能化控制，并滿足遮光系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)/監(jiān)控以及電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，是目前市場(chǎng)上亟待有效解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，一方面，本發(fā)明提供了一種交流伺服跟蹤控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括中央計(jì)算模塊、交流伺服控制模塊、視頻數(shù)據(jù)模塊、交流伺服電機(jī)模塊、IO模塊、角度監(jiān)測(cè)模塊、光強(qiáng)檢測(cè)模塊；

所述交流伺服控制模塊與交流伺服電機(jī)模塊連接；所述中央計(jì)算模塊分別與交流伺服控制模塊、視頻數(shù)據(jù)模塊、IO模塊、角度監(jiān)測(cè)模塊、光強(qiáng)檢測(cè)模塊連接；所述交流伺服電機(jī)模塊包括一個(gè)或多個(gè)橫向交流伺服電機(jī)、一個(gè)或多個(gè)縱向交流伺服電機(jī)；

所述交流伺服控制模塊包括：MCU單元、接口單元、電機(jī)控制單元，MCU單元分別連接接口單元、電機(jī)控制單元；電機(jī)控制單元包含橫向電機(jī)編碼器、縱向電機(jī)編碼器；所述橫向編碼器與橫向交流伺服電機(jī)連接，所述縱向編碼器與縱向交流伺服電機(jī)連接，以反饋電機(jī)的動(dòng)作；電機(jī)控制單元包含所述橫向電機(jī)編碼器及縱向電機(jī)編碼器，用于根據(jù)編碼器的反饋來(lái)生成轉(zhuǎn)矩指令。

所述角度監(jiān)測(cè)模塊包括若干個(gè)角度傳感器，所述角度傳感器分別設(shè)置于遮光板主軸上，用于檢測(cè)主軸的水平角度及垂直角度；

所述視頻數(shù)據(jù)模塊包括若干個(gè)視頻傳感器，用于接收固定區(qū)域內(nèi)的遮光板圖像數(shù)據(jù)，并傳輸給中央計(jì)算模塊。

優(yōu)選的，所述電機(jī)控制單元以電機(jī)的檢測(cè)速度與指令速度一致的方式來(lái)生成轉(zhuǎn)矩指令，以控制所述電機(jī)，所述電機(jī)控制單元包括：

轉(zhuǎn)矩指令微分部件，對(duì)所述轉(zhuǎn)矩指令進(jìn)行微分而獲得轉(zhuǎn)矩指令微分值；

二階微分部件，對(duì)所述電機(jī)的檢測(cè)速度進(jìn)行二階微分以獲得電機(jī)急沖；

失控檢測(cè)部件，若異常狀態(tài)持續(xù)規(guī)定時(shí)間以上，則判斷所述電機(jī)為失控狀態(tài)；

上述異常狀態(tài)是指所述電機(jī)急沖的符號(hào)與所述轉(zhuǎn)矩指令微分值的符號(hào)不一致的狀態(tài)。