CN104779894A

CN104779894A - 一种伺服驱动器的扭矩控制方法

Info

Publication number: CN104779894A
Application number: CN201510234109.6A
Authority: CN
Inventors: 王晓军
Original assignee: Guangdong Polytechnic Normal University
Current assignee: Guangdong Polytechnic Normal University
Priority date: 2015-05-08
Filing date: 2015-05-08
Publication date: 2015-07-15

Abstract

本发明公开了一种伺服驱动器的扭矩控制方法，包括：第一步、在一伺服驱动器上选择扭矩指令；第二步、根据扭矩指令设定转矩数值，并依次设定模拟量输入参数、模拟速度指令最大输出参数、伺服内部速度限制参数以及控制信号参数，从而电机开始跟随上述参数运行；第三步、在电机运行过程中，通过一个转矩编码器实时检测电机的转矩，并将检测到的电机的转矩信号进行滤波后反馈至伺服驱动器的转矩环中，伺服驱动器的转矩环根据反馈的转矩信号实时调整转矩环增益，伺服驱动器根据转矩环增益实时调整电机的转矩，即形成一种伺服驱动器驱动电机的扭矩控制方法。本发明的控制方法避免了反馈信号的滞后性，进而提高了控制的精度。

Description

一种伺服驱动器的扭矩控制方法

技术领域

本发明涉及伺服驱动器技术领域，更具体地说，特别涉及一种伺服驱动器的扭矩控制方法。

背景技术

伺服驱动器的控制性能由位置控制环、速度控制环和转矩(扭矩)控制环的综合性能来决定。位置控制器、速度控制器和转矩控制器一般基于反馈信号，采用PID控制算法来实现闭环控制。由于现有的反馈信号具有一定的滞后性，并且精度较差，因此伺服系统无法实现快速的响应。故而，有必要设计一种新的扭矩控制方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种精度高的伺服驱动器的扭矩控制方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种伺服驱动器的扭矩控制方法，所述控制方法包括以下步骤，

第一步、在一伺服驱动器上选择扭矩指令；

第二步、根据扭矩指令设定转矩数值，并依次设定模拟量输入参数、模拟速度指令最大输出参数、伺服内部速度限制参数以及控制信号参数，从而电机开始跟随上述参数运行；

第三步、在电机运行过程中，通过一个转矩编码器实时检测电机的转矩，并将检测到的电机的转矩信号进行滤波后反馈至伺服驱动器的转矩环中，伺服驱动器的转矩环根据反馈的转矩信号实时调整转矩环增益，伺服驱动器根据转矩环增益实时调整电机的转矩，即形成一种伺服驱动器驱动电机的扭矩控制方法。

优选地，在转矩信号反馈之前，还包括通过设置转矩指令的方法来实现对转矩进行限制的步骤。

优选地，在对转矩进行限制之前还包括对所设置的转矩指令进行滤波的步骤。

优选地，所述模拟量输入参数包括转矩指令进行滤波的滤波常数和偏置电压参数。

优选地，所述模拟速度指令最大输出参数包括正值、0和负值；所述伺服内部速度限制参数包括七个指令值；所述控制信号参数包括选择速度SP1、选择速度SP2和选择速度SP3。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的控制方法通过采用转矩编码器，并在转矩信号反馈之前，通过设置转矩指令的方法来对转矩进行限制，避免了反馈信号的滞后性，进而提高了控制的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所述伺服驱动器的扭矩控制方法的框架图。

图2是本发明所述伺服驱动器的扭矩控制方法中位置控制模式下模拟量转矩输入和模拟量速度限制的接线图。

图3是本发明所述伺服驱动器的扭矩控制方法中位置控制模式下IO接线图。

图4是本发明所述伺服驱动器的扭矩控制方法中转矩指令和输出转矩模拟量转矩指令(TC)的施加电压和伺服电机的转矩的关系图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参阅图1、图2、图3和图4所示，本发明提供一种伺服驱动器的扭矩控制方法，所述控制方法包括以下步骤，第一步、在一伺服驱动器上选择扭矩指令；第二步、根据扭矩指令设定转矩给定数值C，并依次设定模拟量输入参数A、模拟速度指令最大输出参数B、伺服内部速度限制参数D以及控制信号参数E，从而电机开始跟随上述参数运行；第三步、在电机运行过程中，通过一个转矩编码器实时检测电机的转矩，并将检测到的电机的转矩信号H进行滤波后反馈至伺服驱动器的转矩环中，伺服驱动器的转矩环根据反馈的转矩信号实时调整转矩环增益F，并输出转矩环信号G，伺服驱动器根据转矩环增益F实时调整电机的转矩，即形成一种伺服驱动器驱动电机的扭矩控制方法。

为了提高精度，在转矩信号反馈之前，本发明还包括通过设置转矩指令的方法来实现对转矩进行限制的步骤I。

在本发明中，在对转矩进行限制之前还包括对所设置的转矩指令进行滤波的步骤J。

在本发明中，所述模拟量输入参数包括转矩指令进行滤波的滤波常数和偏置电压参数。

在本发明中，述模拟速度指令最大输出参数包括正值、0和负值；所述伺服内部速度限制参数包括七个指令值；所述控制信号参数包括选择速度SP1、选择速度SP2和选择速度SP3。

本发明在使用时，当运行条件满足后，电机开始跟随模拟量速度指令运行。可以通过面板或后台软件察看瞬时转矩来了解电机的运行状态。

(1)转矩控制

(a)、转矩指令和输出转矩模拟量转矩指令(TC)的施加电压和伺服电机的转矩的关系如图4所示。±10V对应最大转矩。另外，±10V输入时所对应的输出转矩可根据参数进行设定。

相对一定电压所产生的输出转矩值，由于产品的不同有约5％的偏差。另外，电压很低(－0.05V～+0.05V)实际速度接近限制值时，转矩可能会变动。此时，请提高速度限制值。使用模拟转矩指令(TC)时由正转选择(RS1)和反转选择(RS2)决定的转矩输出方向如下表1所示。

表1

(b)、模拟量转矩指令偏置

根据不同需求可以对模拟通道0(AI0)施加电压进行－999～+999mV的电压偏置。也可以对模拟通道1(AI1)施加电压进行－999～+999mV的电压偏置。

(2)转矩限制

如果设定了参数正转转矩限制或参数反转转矩限制，运行中会一直限制最大转矩。但是，不能使用模拟转矩限制(TLA)。

(3)、速度选择1(SP1)，速度选择2(SP2)，速度选择3(SP3)和速度指令值的使用。

使用速度选择1(SP1)，速度选择2(SP2)，速度选择3(SP3)选择内部速度指令1-7或模拟量速度指令(VC)作为设定速度。具体选择如下表2所示。

表2

在转动中可以切换速度。此时，将按照设定的加减速时间常数进行加减速。使用内部速度指令时，环境温度的变化不会引起速度的变化。

本发明的控制方法通过采用转矩编码器，并在转矩信号反馈之前，通过设置转矩指令的方法来对转矩进行限制，避免了反馈信号的滞后性，进而提高了控制的精度。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种伺服驱动器的扭矩控制方法，其特征在于：所述控制方法包括以下步骤，

第一步、在一伺服驱动器上选择扭矩指令；

第三步、在电机运行过程中，通过一个转矩编码器实时检测电机的转矩，并将检测到的电机的转矩信号进行滤波后反馈至伺服驱动器的转矩环中，伺服驱动器的转矩环根据反馈的转矩信号实时调整转矩环增益，并输出转矩环信号，伺服驱动器根据转矩环增益实时调整电机的转矩，即形成一种伺服驱动器驱动电机的扭矩控制方法。

2.根据权利要求1所述的伺服驱动器的扭矩控制方法，其特征在于：在转矩信号反馈之前，还包括通过设置转矩指令的方法来实现对转矩进行限制的步骤。

3.根据权利要求2所述的伺服驱动器的扭矩控制方法，其特征在于：在对转矩进行限制之前还包括对所设置的转矩指令进行滤波的步骤。

4.根据权利要求3所述的伺服驱动器的扭矩控制方法，其特征在于：所述模拟量输入参数包括转矩指令进行滤波的滤波常数和偏置电压参数。

5.根据权利要求1所述的伺服驱动器的扭矩控制方法，其特征在于：所述模拟速度指令最大输出参数包括正值、0和负值；所述伺服内部速度限制参数包括七个指令值；所述控制信号参数包括选择速度SP1、选择速度SP2和选择速度SP3。