[發明專利]一種伺服電機轉矩補償方法

有效

• 申請號: 202110260186.4
• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN112994551B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 陳陽;王瑞
• 申請（專利權）人: 深圳市微秒控制技術有限公司
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14;H02P21/18;H02P21/20;H02P21/22;H02P25/022
• 代理公司: 深圳市蘭鋒盛世知識產權代理有限公司 44504
• 代理人: 羅炳鋒

本發明公開了一種伺服電機轉矩補償方法，其包括有：步驟S1，針對預設的伺服電機執行轉矩補償表學習步驟；步驟S2，將所述轉矩補償表寫入伺服電機的編碼器；步驟S3，當所述伺服電機的驅動器上電初始化時，讀取所述轉矩補償表并保存到所述驅動器中；步驟S4，當所述伺服電機正常運行時，根據轉矩補償表進行轉矩補償。本發明能使電機運行更加平穩、能夠提高系統的響應速度、補償效果更好、不受電機特性的離散性問題影響、電機適配性良好。

技術領域

本發明涉及伺服電機驅動控制技術領域，尤其涉及一種伺服電機轉矩補償方法。

背景技術

伺服電機通常是指永磁同步電機，其配合編碼器和伺服驅動器，可以對電機轉子的位置、速度和輸出轉矩進行精確的控制，在自動化設備、機器人、精密加工等很多領域有非常廣泛的應用。

一般采用SVPWM的方式對伺服電機進行控制，在這種控制方式下，理想的伺服電機的反電勢為正弦波，沒有齒槽轉矩，沒有摩擦阻力，不考慮銅損和鐵損。但實際上由于材料、結構設計、安裝工藝、制造公差等多方面現實條件的制約，伺服電機的這些特性都不能忽略，且有一定離散性。在伺服電機控制過程中，如果不對這些特性進行針對性的處理，會對控制效果產生不良影響，例如伺服電機周期性的轉矩脈動和速度波動，定位完成時的拖尾等等。

現有技術中，有的通過提高電流環帶寬的方式來抑制這些不良影響，這種方法有以下問題：

1、提高電流環帶寬最有效的做法是提高電流環控制頻率，這對處理器的性能有較高要求；

2、受限于PWM載波頻率、電機電感等物理參數限制，電流環的帶寬無法無限提高；

3、本質上電流環還是反饋控制，必須要在擾動出現后才能進行調節，效果提升有限。

現有技術中，還包括對電機進行精確建模的方式，其將反電勢、齒槽轉矩等參數量化，電流環計算時考慮這些參數的影響，提前進行補償。這種方式需要對驅動器和電機設計進行整體的考慮，驅動器的電機適應性不好，而且無法應對安裝工藝、制造工差帶來的離散性因素帶來的影響。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的不足，提供一種能使電機運行更加平穩、能夠提高系統的響應速度、補償效果更好、不受電機特性的離散性問題影響、電機適配性良好的伺服電機轉矩補償方法。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案。

一種伺服電機轉矩補償方法，其包括有：步驟S1，針對預設的伺服電機執行轉矩補償表學習步驟；步驟S2，將所述轉矩補償表寫入伺服電機的編碼器；步驟S3，當所述伺服電機的驅動器上電初始化時，讀取所述轉矩補償表并保存到所述驅動器中；步驟S4，當所述伺服電機正常運行時，根據轉矩補償表進行轉矩補償。

優選地，所述步驟S1中，所述轉矩補償表學習步驟包括：步驟S10，確定學習轉速；步驟S11，令所述驅動器處于速度模式，調節速度環增益使所述伺服電機的轉速波動最小，然后驅動所述伺服電機旋轉；步驟S12，當所述伺服電機以學習轉速穩定運行時，所述驅動器在電流環同周期內采集編碼器反饋數據以及采集所述伺服電機的轉矩電流數據，進而獲取以所述伺服電機轉子機械角度為X軸的反饋轉矩電流曲線；步驟S13，對所述反饋轉矩電流曲線數據中多個轉子機械周期的數據進行滑動平均處理，并判斷所述反饋轉矩電流曲線是否收斂；步驟S14，在預先選取的多個學習轉速下，重復執行以上步驟S10至步驟S13，進而獲得不同學習轉速下的轉矩補償表；步驟S15，將全部學習轉速下的轉矩補償表寫入所述編碼器的內部FLASH。

優選地，所述步驟S10中，在所述伺服電機低轉速段內選取的學習轉速數量大于高轉速段內選取的學習轉速數量。