[發明專利]一種閉環步進電機動態解耦的控制方法、系統及存儲介質

有效

• 申請號: 202210561928.1
• 申請日: 2022-05-23
• 公開（公告）號: CN114665776B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 羅清偉;李信鋒
• 申請（專利權）人: 深圳市杰美康機電有限公司
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14;H02P21/22;H02P8/12
• 代理公司: 北京惟盛達知識產權代理事務所(普通合伙) 11855
• 代理人: 黃凱

本發明涉及電機控制技術領域，具體涉及一種閉環步進電機動態解耦的控制方法、系統及存儲介質，該控制方法包括，分別獲取q軸當前修正電壓Uq_Ctr、d軸當前修正電壓Ud_Ctr；根據q軸反饋電流Iq_fdk獲取d軸補償電壓Ud；根據d軸反饋電流Id_fdk獲取q軸補償電壓Uq；以Uq_Ctr與Uq之和作為q軸的實際修正電壓Uq*；以Ud_Ctr與Ud之和作為d軸的實際修正電壓Ud*；將q軸的實際修正電壓Uq*和d軸的實際修正電壓Ud*進行反park變換得到電壓值，根據電壓值的占空比生成PWM波控制步進電機轉動。本發明能夠實現勵磁電流分量與轉矩電流分量的動態解耦，提高步進電機的動態性能。

技術領域

本發明涉及電機控制技術領域，具體涉及一種閉環步進電機動態解耦的控制方法、系統及存儲介質。

背景技術

傳統步進電機一般僅采用開環控制，為了提高步進電機的輸出轉矩和轉速，在開環步進電機的基礎上增加了速度和位置檢測形成閉環控制。閉環步進電機電流閉環中利用坐標變換將電流分解為勵磁電流分量（d軸電流）和轉矩電流分量（q軸電流）分別加以控制，實現了步進電機電流勵磁電流分量與轉矩電流分量的解耦，但是這種方法只實現了兩種電流分量的靜態解耦，兩者之間仍存在動態耦合關系。特別是在非常高的加減速過渡過程中，速度、位置對電流的耦合影響加劇，使轉矩產生瞬時畸變，影響其動態性能。

發明內容

為了解決磁勵電流分量和轉矩電流分量之間存在動態耦合的技術問題，本發明提供了一種閉環步進電機動態解耦的控制方法以實現磁勵電流分量和轉矩電流分量之間的動態解耦，另外還提供了一種閉環步進電機的控制系統及存儲介質，其具體技術方案如下。

一種閉環步進電機動態解耦的控制方法，包括如下步驟：

根據q軸反饋電流Iq_fdk獲取q軸當前修正電壓Uq_Ctr；

根據d軸反饋電流Id_fdk獲取d軸當前修正電壓Ud_Ctr；

根據q軸反饋電流Iq_fdk獲取d軸的第一補償電壓Ud；

根據d軸反饋電流Id_fdk獲取q軸的第二補償電壓Uq；

以q軸當前修正電壓Uq_Ctr與第二補償電壓Uq之和作為q軸的實際修正電壓Uq*；以d軸的當前修正電壓Ud_Ctr與第一補償電壓Ud之和作為d軸的實際修正電壓Ud*；

將q軸的實際修正電壓Uq*和d軸的實際修正電壓Ud*進行反park變換得到電壓值，根據電壓值的占空比生成PWM波控制步進電機轉動。

進一步的，所述根據q軸反饋電流Iq_fdk獲取d軸的第一補償電壓Ud包括：

獲取步進電機的固定常數P；

獲取速度環中編碼器檢測的速度反饋值Spd_fdk；

獲取步進電機的電感值L；

將步進電機兩項正交電流進行Park變換后得到q軸反饋電流Iq_fdk；

計算第一補償電壓Ud，Ud=-p*Spd_fbk*L*Iq_fdk。

進一步的，所述根據d軸反饋電流Id_fdk獲取q軸的第二補償電壓Uq包括：

獲取步進電機的固定常數P；

獲取速度環中編碼器檢測的速度反饋值Spd_fdk；

獲取步進電機的電感值L；

將步進電機兩項正交電流進行Park變換后得到d軸反饋電流Id_fdk；

獲取磁鏈ψf；

計算第二補償電壓Uq，Uq= p*Spd_fdk*L*Id_fdk + p*Spd_fdk*ψf。