CN102082545A - 马达速度控制器及其控制方法 - Google Patents

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CN102082545A CN 200910246392 CN200910246392A CN102082545A CN 102082545 A CN102082545 A CN 102082545A CN 200910246392 CN200910246392 CN 200910246392 CN 200910246392 A CN200910246392 A CN 200910246392A CN 102082545 A CN102082545 A CN 102082545A
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Abstract

本发明是一种马达速度控制器及其控制方法,其控制器是依照不同速度动态调整加速度和急冲度,将马达速度以最短时间增加或降低到预设的目标速度,且不超过最大加速度和最大急冲度的限制。即使在马达速度进入高速的定功率区时,亦能自动调整其最大加速度来限制速度输出,以避免超出马达在高速时的加速能力。

Description

马达速度控制器及其控制方法
技术领域
本发明是关于一种马达速度的控制器及其控制方法,特别是有关于一种交流感应马达在扭力和功率限制的下,经由执行多次差值运算来控制马达运动时的速度、加速度和急冲度。
背景技术
在一般工业应用上,常常将马达(特别是交流感应马达)的控制曲线区分为定扭力区及定功率区,以此来控制马达的运动速度,定扭力区及定功率区的速度曲线特性,请参考图1。如图1所示,当马达的速度在定扭力区时,马达的扭力会依其加速或负载需求而增加,直到最大扭力后,即无法再增加;而当马达的速度到达定功率区后(也就是马达的速度到达基底速度后),马达的加速度随着最大扭力的变小逐渐形成非线性的衰减。在传统的马达速度控制中,为了让输出扭力能够符合第1图的速度对扭力限制的特性曲线,在进行规划马达的运动速度时,都是将速度-时间曲线分割成许多段来近似,如图2所示。为此,使用者必须事先给定马达每一段的端点速度及每一段的加速度时间,最后得到一条不平滑的速度曲线。
上述的马达控制方式存在两个缺点,第一个缺点是当马达速度超过基底速度进入定功率区时,现有技术要求使用者给定多段的参数,以期望能够逼近理想的速度时间曲线,但此一方法无法达到较佳的加减速控制。同时,给定多段参数在应用上给使用者带来不便以及设定上的困难;第二个缺点是当马达在不同速度区间转换时,必须转换不同加速度,切换点加减速太剧烈,转换时急冲度很大,可能造成主轴运转不平顺。
发明内容
为改善现有技术中对马达速度控制上的缺点,本发明提供一种数值控制器来控制马达的速度,其通过系统给定的马达加减速时间、目前速度、基底速度和最大速度,实时动态计算出当时的最大加速度,配合使用者给定的目标速度和马达的最大急冲度,作为加减速的规划依据。在每一次插值时间点,以目前速度和目前加速度值,用最短时间到达目标速度来进行规划,计算出下个插值时间点的速度和加速度值输出到马达。经由重复上述决策方法,可以在最短时间内将目前马达速度增加或减少到目标速度。
依据上述的控制器,本发明的一主要目的在提供一种控制器及其控制方法,使得马达能在最大加速度和最大急冲度的限制内将马达以最短的时间内平滑地变动加(减)速到目标速度,故可减少马达运转的震动现象。
本发明的另一主要目的在提供一种控制器及其控制方法,使得马达能在最大加速度和最大急冲度的限制内将马达以最短的时间内平滑地变动加(减)速到目标速度,故可延长马达的寿命。
本发明的再一主要目的在提供一种控制器及其控制方法,使得马达能在最大加速度和最大急冲度的限制内,可通过改变目标速度来控制马达的加(减)速,故可使马达能平滑地变动加(减)速到目标速度,使得加工件有较佳的精度。
本发明的还有一主要目的在提供一种控制器及其控制方法,使得马达能在最大加速度和最大急冲度的限制内,可在马达的实时的动态速度状态下来调整马达的目前速度,故可使马达在最短时间内反应外部所给予的命令。
本发明的再一主要目的在提供一种控制器及其控制方法,使得马达能在最大加速度和最大急冲度的限制内,当马达的速度超过基底速度时,亦可配合马达最大扭力随着速度增加而衰减的特性,去限制马达的最大加速度,故可使马达自动调整马达速度的输出。
依据上述的各种目的,本发明首先提供一种控制马达速度的方法,包括:提供一马达的基底速度、最大速度、加速至最大速度的时间及加速到最大加速度的时间,以完成马达的最大速度、最大加速度及最大急冲度的设定;接着,提供一插值运算周期及目标速度;然后马达从静止开始启动,并依预设周期启动插值运算;再接着,执行一插值运算,依该预设周期启动插值运算,在任一时刻进行插值运算时,可得知该马达的目前速度及目前加速度;据此获得一加速度曲线规划,将该马达的该目前速度、该目前加速度以及在该最大加速度与该最大急冲度的限制下所预设的该目标速度进行判断,以规划出一个使该目前速度达到该目标速度且此时加速度为零的加速度曲线规划;然后,再计算出一实时速度及实时加速度,依据该加速度曲线规划进行该马达的加减速控制,并计算输出该次插值运算周期结束时间点的实时速度和实时加速度;最后,输出该实时速度,以作为该马达的速度控制命令。重复步骤上述的过程直到全程运动流程结束时,使得该马达达到该目前速度值与该目标速度相同且加速度为零。
本发明接着再提供一种马达速度的控制器,该控制器是在马达的最大加速度及最大急冲度的限制下,在一设定的插值运算周期中执行多次差值运算来控制该马达的速度,其中该控制器的特征在于:以前一次插值运算所输出的一实时速度值来作为下一次插值运算的目前速度值,并于该下一次插值运算中,由该目前速度值与一目标速度值之间的差值来选择一加速度规划曲线,并再依据该加速度规划曲线进行该马达的加减速控制,并于该下一次插值运算结束时,输出该实时速度值至该马达,以作为该马达的速度控制命令,使得于该插值运算周期结束时,该马达的该目前速度值达到该目标速度且加速度为零。
本发明接着再提供一种制造系统,包括一可控制的马达及一控制器,该控制器用以控制该马达运动,其中该制造系统的特征在于:该控制器在设定的最大加速度及最大急冲度的限制下,以及在一设定的插值运算周期中执行多次差值运算来控制该马达的速度,并以前一次插值运算所输出的一实时速度值来作为下一次插值运算的目前速度值,并于该下一次插值运算中,由该目前速度值与一目标速度值之间的差值来选择一加减速度曲线规划,并再依据该加减速度曲线进行该马达的加减速控制,并于该下一次插值运算结束时,输出该实时速度值至该马达,以作为该马达的速度控制命令,使得于该插值运算周期结束时,该马达的该目前速度值达到该目标速度且加速度为零。
附图说明
图1是现有技术交流感应马达的扭力-速度图。
图2是现有技术运动规划的速度-时间图。
图3是每次插值时间内的速度加速度决定流程图。
图4是运动到目标速度最佳运动规划流程图。
图5是最佳运动规划三段加速度曲线图。
图6是最佳运动规划两段加速度曲线图。
图7是最佳运动规划三段加速度曲线图。
图8是最佳运动规划两段加速度曲线图。
图9是马达在定扭力和定功率区的速度-时间图。
图10是马达在定扭力和定功率区的加速度-时间图。
图11是马达在定扭力和定功率区的急冲度-时间图。
图12是马达在未到达定功率区的速度-时间图。
图13是马达在未到达定功率区的加速度-时间图。
图14是马达在未到达定功率区的急冲度-时间图。
图15是马达在定扭力和定功率区的速度-时间图。
图16是马达在定扭力和定功率区的加速度-时间图。
图17是马达在定扭力和定功率区的急冲度-时间图。
图18是本发明的一多轴制造系统的示意图。
【主要元件符号说明】
A从马达运动起点到目标速度的等最大急冲度区段。
B从马达运动起点到目标速度的等最大加速度区段。
C马达最大加速度在定功率区和目前速度成反比。
D从马达运动起点到目标速度的负等最大急冲度区段。
10多轴制造系统
100控制器
101数据输入单元
103加减速规划单元
105插值运算单元
具体实施方式
由于本发明揭露一种控制马达速度的控制器及其控制方法,特别是对一种交流感应马达的控制,因此,在以下的说明中,将详细说明控制器与其马达速度控制方法,而对于交流感应马达则不作完整描述。此外,本发明所提及的各种控制方法中所表示的图式,亦并未依据实际的相关尺寸完整绘制,其作用仅在表达与本创作特征有关的示意图。特别要说明,在下述说明中的各种说明是为本发明的实施例,并非用以限制本发明。
本发明是一种控制马达速度的控制器,特别是对交流感应马达的控制方法。当使用者要对一制造系统中的可控制的机械装置(例如一种CNC车床、CNC铣床、攻牙机或是钻孔机等)进行加工路程的设定时,首先,提供驱动制造设备的马达的基底速度(VF)、最大速度、加速至最大速度的时间及加速到最大加速度的时间至制造系统中的控制器;然后,设定加工路程的插值运算周期及目标速度。接着,根据马达的加速特性,制造系统会再给定马达最大加速度(Amax)和最大急冲度值(Jmax)至控制器,以确保在运动全程中,马达的加速度和急冲度不会超过这些默认值,其中最大加速度(Amax)是指当马达到达基底速度时的加速度。因此,控制器必须在每次插值运算的周期内(例如:每10微秒执行一次插值运算),获得马达当时的实时速度(或称目前速度)和实时加速度(或称目前加速度),然后输出新的速度命令给马达,利用此种控制方式来控制马达的实际速度(或称实时速度或是目前速度)最终达到给定的马达目标速度(Vcmd),而此一马达目标速度可由使用者来设定。其详细的控制过程说明如下。
首先,请参考图3,为本发明每次插值时间内的速度加速度决定流程图。如图3所示,当使用者经由控制器来启动马达时,马达于静止到启动时刻,此时马达的速度和加速度都为零。接着,控制器依据给定的马达基底速度、马达最大速度、马达加速至最大速度的时间及马达加速到最大加速度的时间以及插值运算周期及目标速度等讯息,并在马达的最大加速度及最大急冲度的限制下,进行插值运算,以期获得马达的目前速度及目前加速度,如步骤301所示。再接着,控制器会依据马达的目前速度及目前加速度数值,将之与目标速度进行比较,以便能规划出一个在最短时间内能让目前速度与目标速度相同的加减速度曲线规划,如步骤302所示。在此步骤中,控制器为了避免马达在抵达目标速度后,仍然有震动的现象,因此,控制器除了控制马达的速度必须要精确到达目标速度外,同时,也要控制马达的加速度也要同时到达零,如此,当马达的目前速度一旦到达目标速度后,才不会再有加减速所造成的震动。
而为了达到如此的目标速度,控制器不仅必须克服目前速度和目标速度的速度差,同时还要确保目前加速度在达目标速度时以不超过最大急冲度的限制而减少(增加)到零,图4即为此加减速度曲线的流程图。说明如下:如果控制器判断目标速度(例如:100rpm)减去目前速度(例如:60rpm)的差比将目前加速度依最大急冲度减少(增加)到零所需的速度差还要大时,则表示还可再增加加速度;同时又判断出此速度差又比将目前加速度依最大急冲度增加到最大加速度再马上减少到零所产生的速度差还要大时,则由如步骤401所示,控制器可由目前速度(Vnow)、目前加速度(Anow),可以规划出一个三段加减速度曲线,如图5所示;反之,如果判断出此速度差又比将目前加速度依最大急冲度增加到最大加速度再马上减少到零所产生的速度差还要小时,则由如步骤402所示,控制器可由目前速度(Vnow)、目前加速度(Anow)可以规划出两段加减速度曲线,如图6所示。在上述图5所示的三段加减速度曲线是由一段正最大急冲度增加加速度至最大加速度后(即第一段),以最大加速度保持一段等加速度(即第二段),再由一段负最大急冲度减少加速度至加速度等于零(即第三段),很明显地,在图5的实施例中,马达已到达基底速度或是在定功率区;而在上述图6所示的二段加减速度曲线是由一段正最大急冲度增加加速度后(即第一段),于到达最大加速度前,再由一段负最大急冲度减少加速度至加速度等于零(即第二段);很明显地,在图6的实施例中,马达尚未到达基底速度或是马达仍然在定扭力区。
再者,如果目标速度(例如:100rpm)减去目前速度(例如:120rpm)的差比将目前加速度依最大急冲度减少(增加)到零所产生的速度差还要小时,则表示马达必须马上减少加速度。在此情况下,如果控制器又同时判断此速度差比将目前加速度依最大急冲度减少到负最大加速度再马上增加到零所产生的速度差还要大时,则由如步骤403所示,控制器可由目前速度、目前加速度,可以规划出三段加减速度曲线,如图7所示。反之,如果控制器又同时判断此速度差比将目前加速度依最大急冲度减少到负最大加速度再马上增加到零所产生的速度差还要小时,则由如步骤404所示,控制器可由目前速度、目前加速度,可以规划出二段加减速度曲线,如图8所示。在上述图7所示的三段加减速度曲线是由一段负最大急冲度减少加速度至负最大加速度后(即第一段),以负最大加速度保持一段等加速度(即第二段),再由一段正最大急冲度增加加速度至加速度等于零(即第三段);很明显地,在图7的实施例中,马达已到达基底速度或是在定功率区;而在上述图8所示的二段加减速度曲线是由一段负最大急冲度减少加速度后,于到达负最大加速度前(即第一段),再由一段正最大急冲度增加加速度至加速度等于零(即第二段);很明显地,在图8的实施例中,马达尚未到达基底速度或是马达仍然在定扭力率区。
当规划出上述的各种加减速度曲线之后,则可在制造系统的控制器在每次插值运算时间点,依据当时马达的速度(即目前速度)及加减速度曲线所得的加减速度规划而计算出下个插值时间点的速度,如步骤303所示。此得到的速度即为输出到马达的新速度指令,如步骤304所示。如此经过多次的插值运算时间点来不断地实时更新系统的最新速度和加速度,最终可以在最大加速度与最大急冲度限制下以最短时间达到目标速度。
此外,在本发明的控制方法中,均是以一个设定的最大加速度(Amax)来做为每一次插值运算点的马达速度与加速度的参考。当马达的运动速度在定扭力区时,可以输出的最大扭力是固定的,相对的可以允许的最大加速度(Amax)也是固定的;但是在马达速度进入定功率区之后,也就是到达基底速度(VF)后,其输出最大扭力会与速度成反比。所以当给定目前速度(Vnow)后,马达可以允许的目前最大加速度(Anowmax)为:
上式中的目前最大加速度(Anowmax)即为前述每次插值时间点重复运算下一个插值时间点的马达速度与加速度时所用的实际最大加速度;其中最大加速度(Amax)为使用者依据马达在定扭力区的最大加速度所设定。依据上式,很明显地,当马达在定扭力区时的目前最大加速度(Anowmax)就等于设定的最大加速度(Amax);然而,当马达进入至定功率区时的目前最大加速度(Anowmax)会与基底速度(VF)及目前速度(Vnow)的比率相关。此外,由于基底速度(VF)为已知的数值,故当控制器经由每一次插值运算可以得到马达的目前速度(Vnow),因此,马达在进入至定功率区时的目前最大加速度(Anowmax)亦可由使用者设定的马达加减速时间、最大急冲度、最大速度及基底速度而计算求得,而Vmax为使用者预设的马达最大速度。
再接着,请参考图9到图11,其为马达在定扭力和定功率区的速度、加速度、急冲度对应时间图。当马达速度在定扭力区时,每次执行插值运算时,马达的加速度依照最大急冲度限制以线性增加直到最大加速度(Amax),从而更新输出速度;当马达位于定功率区时,则每次的插值运算中,马达的最大加速度的更新将会随着马达目前速度(Vnow)的增加而减少,则马达输出的速度则依此受限制后的加速度而更新。
举例来说,当控制器依据步骤401所规划出一个三段加减速度曲线对马达进行加减速的控制时,此时控制器会依据图9的目标速度值(Vcmd)及每次执行插值运算时所获得的马达目前速度(Vnow)来规划出一条如图9所示的全程输出平滑速度曲线;因此,当马达进入定功率区后,控制器再依据图5的加减速曲线的规划,使用负最大急冲度(-Jmax)来将加速度在定功率区控制到零,如图10所示;而其相对的全程急冲度曲线,如图11所示,其中A段是指从马达运动起点到目标速度的等最大急冲度区段;C段是指马达最大加速度在定功率区和目前速度成反比;D段是指从马达运动起点到目标速度的负等最大急冲度区段。再次强调,在本实施例的对马达速度的控制过程中,马达的加速度的绝对值不会超过最大加速度(Amax);同时,马达的急冲度的绝对值亦不会超过最大急冲度(Jmax)。
很明显地,若当控制器依据步骤403所规划出一个三段加减速度曲线对马达进行加减速的控制时,则马达在定扭力和定功率区的速度、加速度、急冲度实施例的对应时间图会与图9到图11中的曲线成相反之对应,其过程与原理相同,故不再赘述。
同理,请参考图12到图14,其为本发明的是另一马达在定扭力和定功率区的速度、加速度、急冲度实施例的对应时间图。在本实施例中,马达并为到达基底速度(VF),因此,当控制器依据步骤402所规划出一个二段加减速度曲线对马达进行加减速的控制时,此时控制器会依据图12的目标速度值(Vcmd)及每次执行插值运算时所获得的马达目前速度(Vnow)来规划出一条如图12所示的全程输出平滑速度曲线;因此,马达会在定扭力率区被控制器依据图6的加减速曲线的规划,使用负最大急冲度(-Jmax)来将加速度在定扭力区控制到零,如图13所示;而其相对的全程急冲度曲线,如图14所示,其中A段是指从马达运动起点到目标速度的等最大急冲度区段;D段是指从马达运动起点到目标速度的负等最大急冲度区段。再次强调,在本实施例的对马达速度的控制过程中,马达的加速度的绝对值不会超过最大加速度(Amax);同时,马达的急冲度的绝对值亦不会超过最大急冲度(Jmax)。
再接着,请参考图15到图17,是表示马达在定扭力区时的加速度已经到达最大加速度值(Amax)时的速度、加速度、急冲度对应时间图。如图16所示,当马达在定扭力区时,如果马达的加速度已经到达最大加速度值(Amax)时,则控制器依据步骤401所规划出一个三段加减速度曲线对马达进行加减速的控制时,此时控制器会依据图15的目标速度值(Vcmd)及每次执行插值运算时所获得的马达目前速度(Vnow)来规划出一条如图15所示的全程输出平滑速度曲线;因此,马达进入定功率区后,控制器再依据图5的加减速曲线的规划,使用负最大急冲度(-Jmax)来将加速度在定功率区控制到零,如图16所示;而其相对的全程急冲度曲线,如图17所示,其中A段是指从马达运动起点到目标速度的等最大急冲度区段;B段是指从马达运动起点到目标速度的等最大加速度区段;C段是指马达最大加速度在定功率区和目前速度成反比;D段是指从马达运动起点到目标速度的负等最大急冲度区段。再次强调,在本实施例的对马达速度的控制过程中,马达的加速度的绝对值不会超过最大加速度(Amax);同时,马达的急冲度的绝对值亦不会超过最大急冲度(Jmax)。
很明显地,本发明上述的控制器,在马达的最大加速度及最大急冲度的限制下,在一设定的插值运算周期中执行多次差值运算来控制马达的速度,故控制器的特征在于:以前一次插值运算所输出的一实时速度值来作为下一次插值运算的目前速度值,并于下一次插值运算中,通过目前速度值与目标速度值之间的差值来选择一加减速度曲线规划,并再依据此加减速度曲线进行马达的加减速控制,并于下一次插值运算结束时,输出实时速度值至马达,以使得马达无论是在定扭力区或是在定功率区,都可以将目前速度值(Vnow)达到目标速度(Vcmd)且加速度为零。因此,可减少马达运转的震动现象并可延长马达的寿命,更由于震动减小因此可以使得被加工件的精度提高。
经由上述的揭露,凡熟悉此技术领域者,一定能推知此方法在减少速度到目标速度时也一样适用。因此,无论目前速度(Vnow)在哪一区(即无论是定扭力区或是在定功率区),都可以用目前速度(Vnow)去计算当时对应的最大加速度(即指Anowmax),且在对马达速度的控制过程中,马达的加速度的绝对值不会超过最大加速度(Amax);同时,马达的急冲度的绝对值亦不会超过最大急冲度(Jmax)。因此,本发明的控制器可以在不超过预设最大加速度和最大急冲度的限制,在最短时间内达到目标速度。此控制方法的优点在于,制造系统的控制器会根据使用者设定的马达加减速时间,最大急冲度,最大速度,基底速度,计算出最佳的最大加速度值,做为动程规划的依据。此外,本发明的控制方法的另一个优点在于,前述给定的目标速度、插值时间、最大加速度和最大急冲度值也可以改变成为动态数值;也就是说,控制器可以随着马达运动的实际状态或是使用者基于其控制需求而动态地改变目标速度、插值时间、最大加速度或最大急冲度值时,本发明仍然可以依照更新的条件做到最短时间下的速度规划,而且立刻在当时的插值运算时间内,对马达输出最新的速度命令,使马达可以依照定功率区或是在定扭力区的最大加速度限制,在最短时间内到达目标速度。因此,可以让所有的控制回路,全程保持在线性区操作,不会进入饱和区,全程维持最好的动态响应特性,不会发生速度爆冲现象。
此外,本发明的控制器不仅是可以用在速度控制的马达,当本发明的控制器将插值运算时间和输出速度命令相乘,则可以得到输出位移量,因此,本发明的控制器也可以应用在位置控制的马达上,即当控制器改以位置作为输出控制命令时,即可以应用在位置控制的马达。
经由上述的说明,本发明的控制器可以进一步配置于一个多轴的制造系统,请参考图18所示。多轴的制造系统10是由一控制器100来控制多个主轴马达110以及多个伺服马达120。如图18所示,控制器100是由一数据输入单元101、一加减速规划单元103及一插值运算单元105所组成,其中数据输入单元101,是用以提供主轴马达110以及伺服马达120的基底速度、最大速度、加速至最大速度的时间及加速到最大加速度的时间,以完成主轴马达110以及伺服马达120的最大速度、最大加速度及最大急冲度的设定,并提供一插值运算周期及目标速度;加减速规划单元103,是将主轴马达110以及伺服马达120的目前速度、目前加速度以及设定的目标速度进行判断,以获得一加减速度曲线规划(如图5、图6、图7或图8);一插值运算单元105,是依插值运算周期进行插值运算,用以得知主轴马达110以及伺服马达120的目前速度及目前加速度,并依据加减速度曲线规划进行主轴马达110以及伺服马达120的加减速控制,并计算出该次插值运算周期结束时间点的实时速度和实时加速度,并输出此一实时速度,以作为主轴马达110以及伺服马达120的速度控制命令。经由多次的插值运算,便能使每一主轴马达110以及每一伺服马达120的目前速度达到目标速度且此时加速度为零的加减速度曲线规划。在此要特别强调,本发明主要在揭露对多轴的制造系统10的每一主轴马达110以及每一伺服马达120的控制方法,因此并非限制多轴的制造系统10的每一主轴马达110以及每一伺服马达120的数量,故其可以是双轴的制造系统、三轴的制造系统、四轴的制造系统、五轴的制造系统、六轴的制造系统或是更多轴的制造系统等等,本发明的控制器100及其控制方法均可对其进行适当的控制。
以上针对本发明较佳实施例的说明为阐明的目的,而无意限定本发明的精确应用形式,由以上的教导或由本发明的实施例学习而作某种程度修改是可能的。因此,本发明的技术思想将由以下的申请专利范围及其均等来决定之。

Claims (10)

1.一种控制马达速度的方法,其特征在于,包括:
a.提供一马达的基底速度、最大速度、加速至最大速度的时间及加速到最大加速度的时间,以完成马达的最大速度、最大加速度及最大急冲度的设定;
b.提供一插值运算周期及目标速度;
c.马达从静止开始启动,并依预设周期启动插值运算;
d.执行一插值运算,依该预设周期启动插值运算,在任一时刻进行插值运算时,可得知该马达的目前速度及目前加速度;
e.获得一加减速度曲线规划,将该马达的该目前速度、该目前加速度以及在该最大加速度与该最大急冲度的限制下所预设的该目标速度进行判断,以规划出一个使该目前速度达到该目标速度且此时加速度为零的加减速度曲线规划;
f.计算出一实时速度及实时加速度,依据该加减速度曲线规划进行该马达的加减速控制,并计算出该次插值运算周期结束时间点的实时速度和实时加速度;
g.输出该实时速度,以作为该马达的速度控制命令;
h.重复步骤d到g直到全程运动流程结束时,使得该马达达到该目前速度值与该目标速度相同且加速度为零。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,该加减速度曲线规划进一步包括:
当该目标速度与该目前速度的速度差比将该目前加速度依该最大急冲度减少/增加到零所需的速度差还要大时,且当该速度差又比将该目前加速度依该最大急冲度增加到该最大加速度再减少到零所产生的速度差还要大时,则由目前速度及目前加速度产生一三段加减速度曲线规划。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,该加减速度曲线规划进一步包括:
当该目标速度与该目前速度的速度差比将该目前加速度依该最大急冲度减少/增加到零所需的速度差还要大时,且当该速度差又比将该目前加速度依该最大急冲度增加到该最大加速度再减少到零所产生的速度差还要小时,则由目前速度及目前加速度产生一二段加减速度曲线规划。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,该加减速度曲线规划进一步包括:
当该目标速度与该目前速度的速度差比将该目前加速度依该最大急冲度减少/增加到零所需的速度差还要小时,且当该速度差又比将该目前加速度依该最大急冲度减少到负最大加速度再马上增加到零所产生的速度差还要大时,则由目前速度及目前加速度产生一二段加减速度曲线规划。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,该加减速度曲线规划进一步包括:
当该目标速度与该目前速度的速度差比将该目前加速度依该最大急冲度减少/增加到零所需的速度差还要小时,且当该速度差又比将该目前加速度依该最大急冲度减少到负最大加速度再马上增加到零所产生的速度差还要小时,则由目前速度及目前加速度产生一三段加减速度曲线规划。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在该马达整个运动过程的中,可以动态改变该目标速度、该插值周期、该最大加速度和该最大急冲度。
7.一种马达速度的控制器,该控制器是在设定的最大加速度及最大急冲度的限制下,以及在一设定的插值运算周期中执行多次差值运算来控制该马达的速度,其中该控制器的特征在于:
以前一次插值运算所输出的一实时速度值来作为下一次插值运算的目前速度值,并于该下一次插值运算中,由该目前速度值与一目标速度值之间的差值来选择一加减速度曲线规划,并再依据该加减速度曲线进行该马达的加减速控制,并于该下一次插值运算结束时,输出该实时速度值至该马达,以作为该马达的速度控制命令,使得于该插值运算周期结束时,该马达的该目前速度值达到该目标速度且加速度为零。
8.如权利要求7所述的控制器,其特征在于,在该马达整个运动过程的中,可以动态改变该目标速度、该插值周期、该最大加速度和该最大急冲度。
9.如权利要求7所述的控制器,其特征在于,该控制器为一速度命令型的马达控制器或是一位置命令型的马达控制器。
10.一种制造系统,包括一可控制的马达及一控制器,该控制器用以控制该马达运动,其中该制造系统的特征在于:
该控制器在设定的最大加速度及最大急冲度的限制下,以及在一设定的插值运算周期中执行多次差值运算来控制该马达的速度,并以前一次插值运算所输出的一实时速度值来作为下一次插值运算的目前速度值,并于该下一次插值运算中,由该目前速度值与一目标速度值之间的差值来选择一加减速度曲线规划,并再依据该加减速度曲线进行该马达的加减速控制,并于该下一次插值运算结束时,输出该实时速度值至该马达,以作为该马达的速度控制命令,使得于该插值运算周期结束时,该马达的该目前速度值达到该目标速度且加速度为零。
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