本公開的實施例總體涉及永磁同步電機的控制領(lǐng)域，并且更具體地涉及一種用于永磁同步電機的控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著伺服電機的普及，對電機控制的精度要求也越來越高，影響電機控制精度的一個重要因素就是位置傳感器。通常使用的是位置編碼器，隨之而來的是編碼器的分辨率要求也越來高。高精度編碼器為了提高分辨率，增加碼盤上信息，讀數(shù)頭信號需要額外進行處理，這就會導(dǎo)致讀數(shù)頭體積過大的情況。另外，從讀數(shù)頭獲取到碼盤信息，到最終生成用于控制電機的控制信號，運算周期較長，會影響到電機控制，尤其是在控制精度和控制帶寬要求很高的情況下。

2、因此，當(dāng)前的用于永磁同步電機的控制系統(tǒng)中，生成用于控制電機的控制信號的運算周期較長，影響控制精度。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述問題，本公開提供了一種用于永磁同步電機的控制系統(tǒng)，其減少了從獲取永磁同步電機的位置信息到輸出用于控制永磁同步電機的控制信號之間的時間，減少了位置反饋延遲，提高位置反饋的實時性，減小了實際位置的誤差，可以有效提高控制精度。

2、根據(jù)本公開的一個方面，提供一種用于永磁同步電機的控制系統(tǒng)。該控制提供包括：位置獲取單元，被配置為獲取永磁同步電機的碼盤位置數(shù)據(jù)；電機電流采樣單元，被配置為獲取永磁同步電機的電流數(shù)據(jù)；以及計算單元，與位置獲取單元和電機電流采樣單元電連接，包括：碼盤邏輯單元，被配置為根據(jù)碼盤位置數(shù)據(jù)得到碼盤角度數(shù)據(jù)；電流采樣單元，被配置為按照預(yù)定頻率對電流數(shù)據(jù)采樣以便生成電流采樣數(shù)據(jù)；以及電機控制單元，被配置為根據(jù)碼盤角度數(shù)據(jù)得到電機角度數(shù)據(jù)、電機角速度數(shù)據(jù)以及電機電氣角數(shù)據(jù)，并且根據(jù)電流采樣數(shù)據(jù)、電機角度數(shù)據(jù)、電機角速度數(shù)據(jù)以及電機電氣角數(shù)據(jù)生成用于控制永磁同步電機的控制信號。

3、在一些實施例中，電機控制單元包括位置環(huán)子單元，被配置為根據(jù)目標(biāo)角度以及電機角度數(shù)據(jù)得到目標(biāo)角速度數(shù)據(jù)。

4、在一些實施例中，電機控制單元還包括速度環(huán)子單元，被配置為根據(jù)目標(biāo)角速度數(shù)據(jù)以及電機角速度數(shù)據(jù)得到目標(biāo)交軸電流數(shù)據(jù)。

5、在一些實施例中，電機控制單元還包括電流環(huán)子單元，被配置為基于電流采樣數(shù)據(jù)進行克拉克變換，以便得到直角坐標(biāo)系下的第一電流數(shù)據(jù)。

6、在一些實施例中，電流環(huán)子單元還被配置為基于第一電流數(shù)據(jù)以及電機電氣角數(shù)據(jù)進行派克變換，以便得到第一交軸電流數(shù)據(jù)以及第一直軸電流數(shù)據(jù)。

7、在一些實施例中，電流環(huán)子單元還被配置為基于目標(biāo)交軸電流數(shù)據(jù)以及第一交軸電流數(shù)據(jù)得到目標(biāo)交軸電壓數(shù)據(jù)，并且根據(jù)目標(biāo)直軸電流數(shù)據(jù)以及第一直軸電流數(shù)據(jù)得到目標(biāo)直軸電壓數(shù)據(jù)，以及基于目標(biāo)交軸電壓數(shù)據(jù)以及目標(biāo)直軸電壓數(shù)據(jù)進行空間矢量脈寬調(diào)制，以便得到控制信號，其中目標(biāo)直軸電流數(shù)據(jù)被配置為預(yù)定值。

8、在一些實施例中，位置環(huán)子單元還被配置為：與電流環(huán)子單元基于電流采樣數(shù)據(jù)進行克拉克變換并行地進行以下操作：根據(jù)目標(biāo)角度以及電機角度數(shù)據(jù)得到目標(biāo)角速度數(shù)據(jù)。

9、在一些實施例中，速度環(huán)子單元還被配置為：與電流環(huán)子單元基于第一電流數(shù)據(jù)以及電機電氣角數(shù)據(jù)進行派克變換并行地進行以下操作：根據(jù)目標(biāo)角速度數(shù)據(jù)以及電機角速度數(shù)據(jù)得到目標(biāo)交軸電流數(shù)據(jù)。

10、在一些實施例中，電流采樣單元還被配置為對電流采樣數(shù)據(jù)進行零點漂移校正，以便得到校正后的電流采樣數(shù)據(jù)。

11、在一些實施例中，位置獲取單元包括：讀數(shù)頭單元，與永磁同步電機的碼盤對應(yīng)設(shè)置，用于讀取碼盤信息以便生成關(guān)于碼盤位置的模擬信號；以及讀數(shù)轉(zhuǎn)換單元，設(shè)置于計算單元所在的控制板上并且與計算單元電連接，被配置為將關(guān)于碼盤位置的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號形式的碼盤位置數(shù)據(jù)，以便傳輸至計算單元；計算單元基于現(xiàn)場可編程門陣列實現(xiàn)。

12、根據(jù)本公開的控制系統(tǒng)，位置獲取單元獲取永磁同步電機的碼盤位置數(shù)據(jù)；電機電流采樣單元獲取永磁同步電機的電流數(shù)據(jù)。并且，計算單元與位置獲取單元和電機電流采樣單元電連接，計算單元包括碼盤邏輯單元、電流采樣單元以及電機控制單元。其中，碼盤邏輯單元根據(jù)碼盤位置數(shù)據(jù)得到碼盤角度數(shù)據(jù)；電流采樣單元按照預(yù)定頻率對電流數(shù)據(jù)采樣以便生成電流采樣數(shù)據(jù)；電機控制單元根據(jù)碼盤角度數(shù)據(jù)得到電機角度數(shù)據(jù)、電機角速度數(shù)據(jù)以及電機電氣角數(shù)據(jù)，并且根據(jù)電流采樣數(shù)據(jù)、電機角度數(shù)據(jù)、電機角速度數(shù)據(jù)以及電機電氣角數(shù)據(jù)生成用于控制永磁同步電機的控制信號。因此，本公開的用于永磁同步電機的控制系統(tǒng)減少了從獲取永磁同步電機的位置信息到輸出用于控制永磁同步電機的控制信號之間的時間，減少了位置反饋延遲，提高位置反饋的實時性，減小了實際位置的誤差，可以有效提高控制精度以及控制帶寬。

13、應(yīng)當(dāng)理解，本部分所描述的內(nèi)容并非旨在標(biāo)識本公開的實施例的關(guān)鍵或重要特征，也不用于限制本公開的范圍。本公開的其它特征將通過以下的說明書而變得容易理解。

技術(shù)特征：

1.一種用于永磁同步電機的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，電機控制單元包括位置環(huán)子單元，被配置為根據(jù)目標(biāo)角度以及所述電機角度數(shù)據(jù)得到目標(biāo)角速度數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，電機控制單元還包括速度環(huán)子單元，被配置為根據(jù)所述目標(biāo)角速度數(shù)據(jù)以及所述電機角速度數(shù)據(jù)得到目標(biāo)交軸電流數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，電機控制單元還包括電流環(huán)子單元，被配置為基于所述電流采樣數(shù)據(jù)進行克拉克變換，以便得到直角坐標(biāo)系下的第一電流數(shù)據(jù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，電流環(huán)子單元還被配置為基于所述第一電流數(shù)據(jù)以及所述電機電氣角數(shù)據(jù)進行派克變換，以便得到第一交軸電流數(shù)據(jù)以及第一直軸電流數(shù)據(jù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，電流環(huán)子單元還被配置為基于所述目標(biāo)交軸電流數(shù)據(jù)以及所述第一交軸電流數(shù)據(jù)得到目標(biāo)交軸電壓數(shù)據(jù)，并且根據(jù)目標(biāo)直軸電流數(shù)據(jù)以及所述第一直軸電流數(shù)據(jù)得到目標(biāo)直軸電壓數(shù)據(jù)，以及基于目標(biāo)交軸電壓數(shù)據(jù)以及目標(biāo)直軸電壓數(shù)據(jù)進行空間矢量脈寬調(diào)制，以便得到所述控制信號，其中目標(biāo)直軸電流數(shù)據(jù)被配置為預(yù)定值。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，位置環(huán)子單元還被配置為：與電流環(huán)子單元基于所述電流采樣數(shù)據(jù)進行克拉克變換并行地進行以下操作：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，速度環(huán)子單元還被配置為：與電流環(huán)子單元基于所述第一電流數(shù)據(jù)以及所述電機電氣角數(shù)據(jù)進行派克變換并行地進行以下操作：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，電流采樣單元還被配置為對所述電流采樣數(shù)據(jù)進行零點漂移校正，以便得到校正后的電流采樣數(shù)據(jù)。

10.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述位置獲取單元包括：

技術(shù)總結(jié)
本公開的實施例涉及一種用于永磁同步電機的控制系統(tǒng)。該控制提供包括位置獲取單元，被配置為獲取永磁同步電機的碼盤位置數(shù)據(jù)；電機電流采樣單元，被配置為獲取永磁同步電機的電流數(shù)據(jù)；以及計算單元，與位置獲取單元和電機電流采樣單元電連接，包括：碼盤邏輯單元、電流采樣單元、以及電機控制單元，被配置為根據(jù)碼盤角度數(shù)據(jù)得到電機角度數(shù)據(jù)、電機角速度數(shù)據(jù)以及電機電氣角數(shù)據(jù)，并且根據(jù)電流采樣數(shù)據(jù)、電機角度數(shù)據(jù)、電機角速度數(shù)據(jù)以及電機電氣角數(shù)據(jù)生成用于控制永磁同步電機的控制信號。該控制系統(tǒng)減少了位置反饋延遲，提高位置反饋的實時性，減小了實際位置的誤差，可以有效提高控制精度。

技術(shù)研發(fā)人員：譚俊,請求不公布姓名
受保護的技術(shù)使用者：上海穹窿科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9