一種伺服驅(qū)動(dòng)器的位置控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及伺服驅(qū)動(dòng)器技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，特別涉及一種伺服驅(qū)動(dòng)器的位置控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]伺服驅(qū)動(dòng)器的控制性能由位置控制環(huán)、速度控制環(huán)和轉(zhuǎn)矩控制環(huán)的綜合性能來(lái)決定。位置控制器、速度控制器和轉(zhuǎn)矩控制器一般基于反饋信號(hào)，采用PID控制算法來(lái)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。由于現(xiàn)有的反饋信號(hào)具有一定的滯后性，并且精度較差，因此伺服系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)快速的響應(yīng)。同時(shí)，不能準(zhǔn)確的判斷位置信號(hào)出現(xiàn)誤差。故而，有必要設(shè)計(jì)一種新的位置控制方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種精度高的伺服驅(qū)動(dòng)器的位置控制方法。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0005]一種伺服驅(qū)動(dòng)器的位置控制方法，所述控制方法包括以下步驟，
[0006]第一步、在一伺服驅(qū)動(dòng)器上選擇位置指令；
[0007]第二步、根據(jù)位置指令設(shè)定脈沖輸出方式、電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方式以及電機(jī)脈沖光給定方式，從而電機(jī)開(kāi)始跟隨上述方式運(yùn)行；
[0008]第三步、在電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)一個(gè)位置編碼器實(shí)時(shí)檢測(cè)電機(jī)的位置，并將檢測(cè)到的電機(jī)的位置信號(hào)發(fā)送至伺服驅(qū)動(dòng)器的位置環(huán)中，伺服驅(qū)動(dòng)器的位置環(huán)根據(jù)反饋的位置信號(hào)實(shí)時(shí)調(diào)整位置環(huán)增益，并輸出位置環(huán)信號(hào)，伺服驅(qū)動(dòng)器根據(jù)位置換增益實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的位置，即形成一種伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電機(jī)位置的控制方法。
[0009]優(yōu)選地，在位置信號(hào)反饋之前，還依次包括位置指令前饋增益和位置指令前饋濾波的步驟，并將該濾波后的位置指令疊加到輸出的位置環(huán)信號(hào)上。
[0010]優(yōu)選地，在位置信號(hào)反饋之前的位置環(huán)上還包括一位置指令濾波的步驟。
[0011]優(yōu)選地，在第二步的設(shè)定脈沖輸出方式和電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方式之間還包括一電子齒輪切換的步驟。
[0012]優(yōu)選地，在輸出位置環(huán)信號(hào)之后還包括對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器的位置誤差進(jìn)行檢查的步驟，其具體檢查方法為:
[0013]如滿足以下條件，則不發(fā)生位置誤差，否則，發(fā)生位置誤差；
[0014]a、定位模塊輸出計(jì)數(shù)=伺服驅(qū)動(dòng)器指令脈沖積累值；
[0015]b、指令脈沖積累值*電子齒輪數(shù)=反饋脈沖積累值；
[0016]C、反饋脈沖積累值*脈沖的移動(dòng)量=機(jī)械位置。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明的控制方法通過(guò)采用位置編碼器實(shí)時(shí)檢測(cè)電機(jī)的位置，并在位置信號(hào)反饋之前，依次增加位置指令前饋增益和位置指令前饋濾波的步驟，并將該濾波后的位置指令疊加到輸出的位置環(huán)信號(hào)上，避免了反饋信號(hào)的滯后性，進(jìn)而提高了控制的精度。同時(shí)，通過(guò)參數(shù)的比較來(lái)確定是否發(fā)生位置誤差，提高了位置誤差判定的精確度。
【附圖說(shuō)明】
[0018]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1是本發(fā)明所述伺服驅(qū)動(dòng)器的位置控制方法的控制框圖。
[0020]圖2是本發(fā)明所述伺服驅(qū)動(dòng)器的位置控制方法中位置控制模式下模擬量轉(zhuǎn)矩輸入和模擬量速度限制的接線圖。
[0021]圖3是本發(fā)明所述伺服驅(qū)動(dòng)器的位置控制方法中位置控制模式下1接線圖。
[0022]圖4是本發(fā)明所述伺服驅(qū)動(dòng)器的位置控制方法中位置誤差判斷的框架圖。
[0023]圖5是伺服驅(qū)動(dòng)器中的晶體管ON/OFF關(guān)系圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0025]參閱圖1至圖3所示，本發(fā)明提供一種伺服驅(qū)動(dòng)器的位置控制方法，所述控制方法包括以下步驟:第一步、在一伺服驅(qū)動(dòng)器上選擇位置指令；第二步、根據(jù)位置指令設(shè)定脈沖輸出方式A、電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方式以及電機(jī)脈沖光給定方式C，從而電機(jī)開(kāi)始跟隨上述方式運(yùn)行；第三步、在電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)一個(gè)位置編碼器實(shí)時(shí)檢測(cè)電機(jī)的位置，并將檢測(cè)到的電機(jī)的位置信號(hào)G發(fā)送至伺服驅(qū)動(dòng)器的位置環(huán)中，伺服驅(qū)動(dòng)器的位置環(huán)根據(jù)反饋的位置信號(hào)G實(shí)時(shí)調(diào)整位置環(huán)增益E，并輸出位置環(huán)信號(hào)F，伺服驅(qū)動(dòng)器根據(jù)位置環(huán)增益E實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的位置，即形成一種伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電機(jī)位置的控制方法。
[0026]并且位置信號(hào)G反饋之前，本發(fā)明還依次包括位置指令前饋增益H和位置指令前饋濾波I的步驟，并將該濾波后的位置指令疊加到輸出的位置環(huán)信號(hào)F上，可以進(jìn)一步的提高精度。并且，在位置信號(hào)G反饋之前的位置環(huán)上還包括一位置指令濾波D的步驟。在設(shè)定脈沖輸出方式和電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方式之間還包括一電子齒輪切換B的步驟。
[0027]指令脈沖輸出形式有三種輸入形式可選擇(+方向、正反脈沖和AB相脈沖)，并可選擇正邏輯和負(fù)邏輯，如:以輸入波形為賦邏輯，正轉(zhuǎn)脈沖串/反轉(zhuǎn)脈沖串舉例進(jìn)行說(shuō)明，伺服驅(qū)動(dòng)器中晶體管ON/OFF關(guān)系如圖5所示。
[0028]在伺服驅(qū)動(dòng)器運(yùn)行過(guò)程中，電機(jī)開(kāi)始跟最位置指令脈沖運(yùn)行?？赏ㄟ^(guò)面板或者后臺(tái)軟件查看指令脈沖積累P、反饋脈沖積累C’、滯留脈沖E’來(lái)了解電機(jī)的運(yùn)行狀況。
[0029]在輸出位置環(huán)信號(hào)F之后還包括對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器的位置誤差進(jìn)行檢查的步驟，其具體檢查方法為:如滿足以下條件，則不發(fā)生位置誤差，否則，發(fā)生位置誤差；
[0030]a、定位模塊輸出計(jì)數(shù)=伺服驅(qū)動(dòng)器指令脈沖積累值；
[0031]b、指令脈沖積累值*電子齒輪數(shù)=反饋脈沖積累值；
[0032]C、反饋脈沖積累值*脈沖的移動(dòng)量=機(jī)械位置。
[0033]如圖4所示，在產(chǎn)生位置偏差時(shí)，應(yīng)該檢查圖4中的(a)輸出脈沖計(jì)數(shù)器，(b)指令脈沖累積顯示，(c)反饋脈沖累積顯示和(d)機(jī)械停止位置。此外，(A) (B)是引起位置偏差的主要原因。例如(A)表示定位裝置和伺服驅(qū)動(dòng)器的接線中由于受到噪聲的影響而引起脈沖計(jì)數(shù)錯(cuò)誤。
[0034]在不發(fā)生位置誤差的正常狀態(tài)下，以下關(guān)系成立:
[0035]a、Q = P (定位模塊輸出計(jì)數(shù)=伺服驅(qū)動(dòng)器指令脈沖累積)；
[0036]b、使用電子齒輪時(shí)，指令脈沖累積X電子齒輪=反饋脈沖累積；
[0037]c、C’.Δ = M(反饋脈沖累積X I脈沖的移動(dòng)量=機(jī)械位置)。
[0038]在產(chǎn)生位置偏差時(shí)，請(qǐng)按照以下步驟檢查。
[0039]a、當(dāng)Q # P時(shí)，定位裝置和伺服驅(qū)動(dòng)器的脈沖串信號(hào)的接線由于噪聲的影響而引起脈
[0040]沖計(jì)數(shù)錯(cuò)誤。(其原因?yàn)锳)，可采用以下的檢查對(duì)策。
[0041]?檢查線路的屏蔽處理。
[0042]?把集電極開(kāi)路方式改成差動(dòng)線驅(qū)動(dòng)方式。
[0043]?與強(qiáng)電線路分開(kāi)接線。
[0044]b、指令脈沖累積X電子齒輪#反饋脈沖累積時(shí)
[0045]運(yùn)行中伺服開(kāi)啟信號(hào)(SON)或正轉(zhuǎn).反轉(zhuǎn)行程末端信號(hào)(LSP.LSN)置為OFF，或清除信號(hào)(CR)，復(fù)位信號(hào)(RES)置為ON。
[0046]c、當(dāng)C’.Δ # M時(shí)，伺服電機(jī)和機(jī)械之間發(fā)生了機(jī)械位置滑動(dòng)。
[0047]本發(fā)明的控制方法通過(guò)采用位置編碼器實(shí)時(shí)檢測(cè)電機(jī)的位置，并在位置信號(hào)反饋之前，依次增加位置指令前饋增益和位置指令前饋濾波的步驟，并將該濾波后的位置指令疊加到輸出的位置環(huán)信號(hào)上，避免了反饋信號(hào)的滯后性，進(jìn)而提高了控制的精度。同時(shí)，通過(guò)參數(shù)的比較來(lái)確定是否發(fā)生位置誤差，提高了位置誤差判定的精確度。
[0048]雖然結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是專利所有者可以在所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)做出各種變形或修改，只要不超過(guò)本發(fā)明的權(quán)利要求所描述的保護(hù)范圍，都應(yīng)當(dāng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種伺服驅(qū)動(dòng)器的位置控制方法，其特征在于:所述控制方法包括以下步驟， 第一步、在一伺服驅(qū)動(dòng)器上選擇位置指令； 第二步、根據(jù)位置指令設(shè)定脈沖輸出方式、電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方式以及電機(jī)脈沖光給定方式，從而電機(jī)開(kāi)始跟隨上述方式運(yùn)行； 第三步、在電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)一個(gè)位置編碼器實(shí)時(shí)檢測(cè)電機(jī)的位置，并將檢測(cè)到的電機(jī)的位置信號(hào)發(fā)送至伺服驅(qū)動(dòng)器的位置環(huán)中，伺服驅(qū)動(dòng)器的位置環(huán)根據(jù)反饋的位置信號(hào)實(shí)時(shí)調(diào)整位置環(huán)增益，并輸出位置環(huán)信號(hào)，伺服驅(qū)動(dòng)器根據(jù)位置換增益實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的位置，即形成一種伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電機(jī)位置的控制方法。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服驅(qū)動(dòng)器的位置控制方法，其特征在于:在位置信號(hào)反饋之前，還依次包括位置指令前饋增益和位置指令前饋濾波的步驟，并將該濾波后的位置指令疊加到輸出的位置環(huán)信號(hào)上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服驅(qū)動(dòng)器的位置控制方法，其特征在于:在位置信號(hào)反饋之前的位置環(huán)上還包括一位置指令濾波的步驟。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服驅(qū)動(dòng)器的位置控制方法，其特征在于:在第二步的設(shè)定脈沖輸出方式和電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方式之間還包括一電子齒輪切換的步驟。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的伺服驅(qū)動(dòng)器的位置控制方法，其特征在于:在輸出位置環(huán)信號(hào)之后還包括對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器的位置誤差進(jìn)行檢查的步驟，其具體檢查方法為: 如滿足以下條件，則不發(fā)生位置誤差，否則，發(fā)生位置誤差； a、定位模塊輸出計(jì)數(shù)=伺服驅(qū)動(dòng)器指令脈沖積累值； b、指令脈沖積累值*電子齒輪數(shù)=反饋脈沖積累值； C、反饋脈沖積累值*脈沖的移動(dòng)量=機(jī)械位置。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種伺服驅(qū)動(dòng)器的位置控制方法，包括：第一步、在一伺服驅(qū)動(dòng)器上選擇位置指令；第二步、根據(jù)位置指令設(shè)定脈沖輸出方式、電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方式以及電機(jī)脈沖光給定方式，從而電機(jī)開(kāi)始跟隨上述方式運(yùn)行；第三步、在電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)一個(gè)位置編碼器實(shí)時(shí)檢測(cè)電機(jī)的位置，并將檢測(cè)到的電機(jī)的位置信號(hào)發(fā)送至伺服驅(qū)動(dòng)器的位置環(huán)中，伺服驅(qū)動(dòng)器的位置環(huán)根據(jù)反饋的位置信號(hào)實(shí)時(shí)調(diào)整位置環(huán)增益，并輸出位置環(huán)信號(hào)，伺服驅(qū)動(dòng)器根據(jù)位置換增益實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的位置，即形成一種伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電機(jī)位置的控制方法。本發(fā)明避免了反饋信號(hào)的滯后性，進(jìn)而提高了控制的精度。同時(shí)，通過(guò)參數(shù)的比較來(lái)確定是否發(fā)生位置誤差，提高了位置誤差判定的精確度。
【IPC分類】G05D3/12
【公開(kāi)號(hào)】CN104932540
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510234080
【發(fā)明人】王曉軍
【申請(qǐng)人】廣東技術(shù)師范學(xué)院
【公開(kāi)日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年5月8日