[發明專利]大慣量柔性負載傳動系統的驅動方法、系統及相關組件

在審

• 申請號: 202210915127.0
• 申請日: 2022-08-01
• 公開（公告）號: CN115173765A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 賀勤;吳軒欽;王二峰;沈文
• 申請（專利權）人: 深圳市英威騰電氣股份有限公司
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P21/05;H02P21/13;H02P21/22;H02P27/08
• 代理公司: 深圳市深佳知識產權代理事務所(普通合伙) 44285
• 代理人: 孫超

本申請公開了一種大慣量柔性負載傳動系統的驅動方法、系統及相關組件，涉及負載傳動系統領域，大慣量柔性負載傳動系統中電機的輸出端連接負載，驅動方法包括：獲取負載轉矩電流；對負載轉矩電流進行低頻濾波得到濾波后電流；根據負載轉矩電流和濾波后電流，得到調節電流；將調節電流輸入第一PI控制器中，得到調節頻率；根據調節頻率和初步給定頻率，確定最終給定頻率；將最終給定頻率作為電機給定頻率對電機進行轉速環控制。本申請在利用最終給定頻率進行電機轉速環控制時能夠抑制柔性負載特征產生的低頻振蕩。該方法不需要傳感器，也不需要針對性修改參數，具有低成本和高適用性的優點。

技術領域

本發明涉及負載傳動系統領域，特別涉及一種大慣量柔性負載傳動系統的驅動方法、系統及相關組件。

背景技術

大慣量柔性負載廣泛存在于各類生產領域。這種大慣量柔性負載的大慣量柔性特征主要體現為低頻振蕩，不僅會影響速度控制精度，甚至會損壞機器，造成工業生產事故。因此對于大慣量柔性傳動系統來說，提出一種簡單可行的振動抑制方法是非常重要的。

現有技術中為了抑制振動，通常在柔性負載端加裝一個位置或速度傳感器，形成電機端與負載端的雙閉環控制，實現對柔性負載振動的抑制。但是加裝傳感器會增加系統的成本，而且某些負載是在惡劣的環境中運行，傳感器會受到外部環境的影響，造成傳感信號存在傳輸誤差，進而會加劇系統的振動，影響系統的安全運行。

基于傳感器的缺點，一些學者提出了在電機矢量控制速度環輸出與給定轉矩電流之間插入一個陷波器，實現對柔性負載的平穩驅動。另一些學者提出計算柔性負載的動力學模型，提取模型的特征參數，結合整形器實現對柔性負載的平穩驅動。這兩種方法都需要利用柔性負載的特征參數修改陷波器或整形器的參數，對于不同的應用場合，負載的特征參數都不盡相同，因此以上兩種方法適應性較差，不利用實際工程應用。

因此，如何提供一種解決上述技術問題的方案是目前本領域技術人員需要解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種適用性更高的大慣量柔性負載傳動系統的驅動方法、系統及相關組件。其具體方案如下：

一種大慣量柔性負載傳動系統的驅動方法，所述大慣量柔性負載傳動系統中電機的輸出端連接負載，所述驅動方法包括：

獲取負載轉矩電流；

對負載轉矩電流進行低頻濾波得到濾波后電流；

根據所述負載轉矩電流和所述濾波后電流，得到調節電流；

將所述調節電流輸入第一PI控制器中，得到調節頻率；

根據所述調節頻率和初步給定頻率，確定最終給定頻率；

將所述最終給定頻率作為電機給定頻率對所述電機進行轉速環控制。

優選的，所述根據所述負載轉矩電流和所述濾波后電流，得到調節電流的過程，包括：

在所述濾波后電流上減去所述負載轉矩電流，得到調節電流；

相應的，所述根據所述調節頻率和初步給定頻率，確定最終給定頻率的過程，包括：

對所述調節頻率和初步給定頻率求和，確定最終給定頻率。

優選的，所述對負載轉矩電流進行低頻濾波得到濾波后電流的過程，包括：

將所述負載轉矩電流和所述電機的實際頻率輸入觀測器模塊，得到觀測電流；

對所述觀測電流進行低頻濾波得到濾波后電流。

優選的，所述將所述最終給定頻率作為電機給定頻率對所述電機進行轉速環控制之后，還包括：

將所述觀測電流作為所述電流環控制的前饋電流。