CN103780181A - 一种提高伺服驱动器电流环响应的方法 - Google Patents

一种提高伺服驱动器电流环响应的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103780181A
CN103780181A CN201210393888.0A CN201210393888A CN103780181A CN 103780181 A CN103780181 A CN 103780181A CN 201210393888 A CN201210393888 A CN 201210393888A CN 103780181 A CN103780181 A CN 103780181A
Authority
CN
China
Prior art keywords
current
carrier cycle
lock
shaft
phase current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201210393888.0A
Other languages
English (en)
Inventor
李永利
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Hongye Driving Co Ltd
Original Assignee
SHENZHEN SANAI TECHNOLOGY CO LTD
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHENZHEN SANAI TECHNOLOGY CO LTD filed Critical SHENZHEN SANAI TECHNOLOGY CO LTD
Priority to CN201210393888.0A priority Critical patent/CN103780181A/zh
Publication of CN103780181A publication Critical patent/CN103780181A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

本发明公开了一种提高伺服驱动器电流环响应的方法，其包括步骤：S1、产生载波周期的第一同步脉冲，每一个第一同步脉冲的间隔的为二分之一载波周期时间；S2、在载波周期的第一同步脉冲的基础上，产生第二同步脉冲；S3、当第二同步脉冲到来时，进行电机相电流采样，采样当前时刻电机相电流；S4、根据采集的电机相电流，进行电机矢量算法运算；S5、当载波周期的第一同步脉冲到来时，立刻更新PWM生成器的比较寄存器；S6、生成更新后的PWM波形。其有益效果在于：本发明可以在载波周期不变的情况下，能够大幅度提高电流环的动态响应。

Description

一种提高伺服驱动器电流环响应的方法
【技术领域】
本发明涉及电机驱动控制技术领域，尤其涉及一种提高伺服驱动器电流环响应的方法。
【背景技术】
目前，伺服驱动器作为自动化设备领域不可或缺的重要组成部分，在很多行业得到了广泛的应用。不过，由于国产伺服驱动器的性能限制，现在大部分市场份额都被国外品牌所占据。而国产伺服驱动器性能不足的地方主要在于电流环动态响应较慢，从而导致的力矩响应较慢以及速度响应较慢。所以，如何提高伺服驱动器的电流环响应是一个非常关键的问题。
一般来说，伺服驱动器主要有电流环、速度环、位置环三个环路，其环路结构如图1所示。环路算法的运算一般是通过DSP或者MCU进行的。在这个环路结构中，位置环是外环，位置反馈与位置指令的差值，经过调节器后，其输出作为速度环的指令，速度反馈与速度指令的差值，经过调节器后，其输出作为电流环的指令。由此可见，电流环是最内环，也是最基础最重要的环路。受限于DSP或者MCU的运算能力，目前电流环的实现一般是在当前的载波周期内，通过采样电机的相电流，然后进行矢量运算，更新PWM占空比时间，不过此时PWM生成器的比较寄存器并不会立刻更新，而是在下一个载波周期开始时刻进行比较寄存器的更新。也就是说，当前时刻的电流采样值所计算出的PWM波形要在下一个载波周期才能输出。这样的话，电流环控制环路的输出延迟了一个载波周期，所以其动态响应必然会降低。
【发明内容】
本发明的目的在于有效克服上述技术的不足，提供一种能够提高伺服驱动器电流环响应的方法，该方法可极大的提高电流环的动态响应，以使力矩及速度的响应加快。
本发明的技术方案是这样实现的：一种提高伺服驱动器电流环响应的方法，其包括步骤：
S1、产生载波周期的第一同步脉冲，每一个第一同步脉冲的间隔的为二分之一载波周期时间；
S2、在载波周期的第一同步脉冲的基础上，产生第二同步脉冲；
S3、当第二同步脉冲到来时，进行电机相电流采样，采样当前时刻电机相电流；
S4、根据采集的电机相电流，进行电机矢量算法运算；
S5、当载波周期的第一同步脉冲到来时，立刻更新PWM生成器的比较寄存器；
S6、生成更新后的PWM波形。
下面对上述技术方案进一步阐述：
所述步骤S4进一步包括以下步骤：
S41、根据采样的电机相电流值Iu、Iv，进行CLARK变换运算，输出Ia、Ib；
S42、以Ia、Ib为输入，进行PARK变换运算，输出d、q轴反馈电流Id，Iq；
S43、以d、q轴的电流指令和电流反馈Id，Iq为输入，分别进行d、q轴的PID调节运算，并输出Ud、Uq；
S44、以Ud、Uq为输入，进行PARK反变换运算，输出Ua,Ub,并根据三相平衡计算出Uc；
S45、根据Ua、Ub、Uc，计算三相PWM波形的占空比；
其中，所述Iu为电机U相电流；Iv为电机V相电流；
Ia为静止坐标系下的a轴电流；Ib为静止坐标系下的b轴电流；
Id为旋转坐标系下的d轴电流；Iq为旋转坐标系下的q轴电流；
Ud为旋转坐标系下的d轴电压；Uq为旋转坐标系下的q轴电压；
Ua为静止坐标系下的a轴电压；Ub为静止坐标系下的b轴电压；Uc为静止坐标系下的c轴电压。
本发明的有益效果在于：本发明提供的一种提高伺服驱动器电流环响应的方法，其方案简单，实现容易，通过在FPGA或者ASIC中实现电机控制的矢量算法，大幅度减少计算时间，能够做到在当前载波周期立即更新PWM生成器的比较寄存器值，并且能够在一个载波周期两次更新PWM生成器的比较寄存器值，这样就可以做到在载波周期不变的情况下，能够大幅度提高电流环的动态响应。
【附图说明】
图1为本发明中伺服驱动器环路结构示意图；
图2为本发明的流程图；
图3为本发明中步骤S4的流程图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
参照图2所示，本发明揭示了一种提高伺服驱动器电流环响应的方法，该方法可极大的提高电流环的动态响应，以使力矩及速度的响应加快。它包括步骤：
S1、产生载波周期的第一同步脉冲，每一个第一同步脉冲的间隔的为二分之一载波周期时间；
S2、在载波周期的第一同步脉冲的基础上，产生第二同步脉冲；
S3、当第二同步脉冲到来时，进行电机相电流采样，采样当前时刻电机相电流；
S4、根据采集的电机相电流，进行电机矢量算法运算；参照图3所示，该步骤S4具体包括以下步骤：
S41、根据采样的电机相电流值Iu、Iv，进行CLARK变换运算，输出Ia、Ib；
S42、以Ia、Ib为输入，进行PARK变换运算，输出d、q轴反馈电流Id，Iq；
S43、以d、q轴的电流指令和电流反馈Id，Iq为输入，分别进行d、q轴的PID调节运算，并输出Ud、Uq；
S44、以Ud、Uq为输入，进行PARK反变换运算，输出Ua,Ub,并根据三相平衡计算出Uc；
S45、根据Ua、Ub、Uc，计算三相PWM波形的占空比；
其中，所述Iu为电机U相电流；Iv为电机V相电流；
Ia为静止坐标系下的a轴电流；Ib为静止坐标系下的b轴电流；
Id为旋转坐标系下的d轴电流；Iq为旋转坐标系下的q轴电流；
Ud为旋转坐标系下的d轴电压；Uq为旋转坐标系下的q轴电压；
Ua为静止坐标系下的a轴电压；Ub为静止坐标系下的b轴电压；Uc为静止坐标系下的c轴电压；
S5、当载波周期的第一同步脉冲到来时，立刻更新PWM生成器的比较寄存器；
S6、生成更新后的PWM波形。
综上所述，本发明提供的一种提高伺服驱动器电流环响应的方法，通过在FPGA或者ASIC中实现电机控制的矢量算法，大幅度减少计算时间，能够做到在当前载波周期立即更新PWM生成器的比较寄存器值，并且能够在一个载波周期两次更新PWM生成器的比较寄存器值，这样就可以做到在载波周期不变的情况下，能够大幅度提高电流环的动态响应。
以上所描述的仅为本发明的较佳实施例，上述具体实施例不是对本发明的限制。在本发明的技术思想范畴内，可以出现各种变形及修改，凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换，均属于本发明所保护的范围。

Claims (2)

1.一种提高伺服驱动器电流环响应的方法，其特征在于，它包括以下步骤：
S1、产生载波周期的第一同步脉冲，每一个第一同步脉冲的间隔的为二分之一载波周期时间；
S2、在载波周期的第一同步脉冲的基础上，产生第二同步脉冲；
S3、当第二同步脉冲到来时，进行电机相电流采样，采样当前时刻电机相电流；
S4、根据采集的电机相电流，进行电机矢量算法运算；
S5、当载波周期的第一同步脉冲到来时，立刻更新PWM生成器的比较寄存器；
S6、生成更新后的PWM波形。
2.根据权利要求1所述的提高伺服驱动器电流环响应的方法，其特征在于：所述步骤S4进一步包括以下步骤：
S41、根据采样的电机相电流值Iu、Iv，进行CLARK变换运算，输出Ia、Ib；
S42、以Ia、Ib为输入，进行PARK变换运算，输出d、q轴反馈电流Id，Iq；
S43、以d、q轴的电流指令和电流反馈Id，Iq为输入，分别进行d、q轴的PID调节运算，并输出Ud、Uq；
S44、以Ud、Uq为输入，进行PARK反变换运算，输出Ua,Ub,并根据三相平衡计算出Uc；
S45、根据Ua、Ub、Uc，计算三相PWM波形的占空比；
其中，所述Iu为电机U相电流；Iv为电机V相电流；
Ia为静止坐标系下的a轴电流；Ib为静止坐标系下的b轴电流；
Id为旋转坐标系下的d轴电流；Iq为旋转坐标系下的q轴电流；
Ud为旋转坐标系下的d轴电压；Uq为旋转坐标系下的q轴电压；
Ua为静止坐标系下的a轴电压；Ub为静止坐标系下的b轴电压；Uc为静止坐标系下的c轴电压。
CN201210393888.0A 2012-10-17 2012-10-17 一种提高伺服驱动器电流环响应的方法 Pending CN103780181A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210393888.0A CN103780181A (zh) 2012-10-17 2012-10-17 一种提高伺服驱动器电流环响应的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210393888.0A CN103780181A (zh) 2012-10-17 2012-10-17 一种提高伺服驱动器电流环响应的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103780181A true CN103780181A (zh) 2014-05-07

Family

ID=50572103

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210393888.0A Pending CN103780181A (zh) 2012-10-17 2012-10-17 一种提高伺服驱动器电流环响应的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103780181A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106330040A (zh) * 2016-11-05 2017-01-11 杭州畅动智能科技有限公司 一种伺服电机的控制方法及控制系统
CN106788122A (zh) * 2016-12-15 2017-05-31 西安交通大学 一种永磁交流伺服系统电流环带宽扩展方法
CN109444529A (zh) * 2018-12-07 2019-03-08 上海辛格林纳新时达电机有限公司 一种基于σδ型adc的电流采样方法和伺服驱动器
CN111552325A (zh) * 2020-04-28 2020-08-18 深圳易能电气技术股份有限公司 位置指令同步方法、装置和计算机可读存储介质
CN113070735A (zh) * 2021-04-15 2021-07-06 大连法斯特尔机电有限责任公司 一种高动态响应和高精度的交流伺服电机手轮控制方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1881777A (zh) * 2005-02-21 2006-12-20 株式会社东芝 用于同步机的控制器
CN101689828A (zh) * 2007-06-26 2010-03-31 丰田自动车株式会社 电机驱动系统及其控制方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1881777A (zh) * 2005-02-21 2006-12-20 株式会社东芝 用于同步机的控制器
CN101689828A (zh) * 2007-06-26 2010-03-31 丰田自动车株式会社 电机驱动系统及其控制方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106330040A (zh) * 2016-11-05 2017-01-11 杭州畅动智能科技有限公司 一种伺服电机的控制方法及控制系统
CN106788122A (zh) * 2016-12-15 2017-05-31 西安交通大学 一种永磁交流伺服系统电流环带宽扩展方法
CN106788122B (zh) * 2016-12-15 2019-03-01 西安交通大学 一种永磁交流伺服系统电流环带宽扩展方法
CN109444529A (zh) * 2018-12-07 2019-03-08 上海辛格林纳新时达电机有限公司 一种基于σδ型adc的电流采样方法和伺服驱动器
CN109444529B (zh) * 2018-12-07 2021-06-01 上海辛格林纳新时达电机有限公司 一种基于σδ型adc的电流采样方法和伺服驱动器
CN111552325A (zh) * 2020-04-28 2020-08-18 深圳易能电气技术股份有限公司 位置指令同步方法、装置和计算机可读存储介质
CN113070735A (zh) * 2021-04-15 2021-07-06 大连法斯特尔机电有限责任公司 一种高动态响应和高精度的交流伺服电机手轮控制方法
CN113070735B (zh) * 2021-04-15 2022-10-28 大连法斯特尔机电有限责任公司 一种高动态响应和高精度的交流伺服电机手轮控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104092422B (zh) 有限状态集异步电机模型预测磁链控制方法及装置
CN103731084B (zh) 永磁同步电机低逆变器功耗直接转矩控制方法及装置
CN103780181A (zh) 一种提高伺服驱动器电流环响应的方法
CN106992729A (zh) 一种定子永磁型记忆电机永磁磁链分段控制方法
CN103208958A (zh) 一种直流伺服驱动控制系统
CN103780187A (zh) 永磁同步电机高动态响应电流控制方法及系统
CN105720879A (zh) 一种基于直接特征控制的新型双馈感应电机控制方法
CN105262393A (zh) 一种采用新型过渡过程的容错永磁电机速度控制方法
CN104734595A (zh) 基于模型参考自适应的永磁同步电机转动惯量辨识方法
CN104038115A (zh) 单绕组直流无刷电机的正弦波电流驱动系统及其控制方法
CN105591575B (zh) 一种隐极式永磁同步电机直接特征控制系统及控制方法
CN111082726B (zh) 一种永磁电机伺服系统的电流控制方法
Prathibanandhi et al. Improved torque performance in BLDC-motor-drive through Jaya optimization implemented on Xilinx platform
CN108390604A (zh) 五桥臂两永磁电机系统零电压矢量优化调制装置和方法
CN103647282B (zh) 一种双馈风力发电机组低次谐波电流抑制方法
JP2019083672A (ja) インバータ並びにモータの駆動制御方法
CN203406821U (zh) 永磁同步电机转矩参数测量装置
CN105871278B (zh) 一种基于直接特征控制的新型凸极永磁同步电机控制方法
CN110061676A (zh) 一种基于磁链观测器的无轴承永磁同步电机控制器
CN107959456A (zh) 一种电动汽车的永磁同步电机控制策略
JP2013027133A (ja) 制御装置
CN103762925A (zh) 采用免疫算法的永磁同步电机的h∞转速估计方法
CN103023398A (zh) 一种永磁同步电机内模控制方法
CN104901595A (zh) 一种通过app以及纹波控制调节家具角度方法和系统
JP2009232546A (ja) モータ制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20151013

Address after: 518000 Guangdong province Shenzhen city Longhua District Longhua Street East two ring road on the west side of Huangbeiling Jing Xuan Industrial Park 9 Building 4 floor East

Applicant after: Shenzhen Hongye driving Co., Ltd.

Address before: 518000, Shenzhen, Guangdong, Baoan District province Longhua Street East Industrial Road, Jincheng science and Technology Industrial Park, No. 2 workshop on the eastern side of the 2 building blocks (office space)

Applicant before: Shenzhen Sanai Technology Co.,Ltd.

RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20140507