CN104932540A

CN104932540A - 一种伺服驱动器的位置控制方法

Info

Publication number: CN104932540A
Application number: CN201510234080.1A
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: 2015-09-23

Abstract

本发明公开了一种伺服驱动器的位置控制方法，包括：第一步、在一伺服驱动器上选择位置指令；第二步、根据位置指令设定脉冲输出方式、电机转动方式以及电机脉冲光给定方式，从而电机开始跟随上述方式运行；第三步、在电机运行过程中，通过一个位置编码器实时检测电机的位置，并将检测到的电机的位置信号发送至伺服驱动器的位置环中，伺服驱动器的位置环根据反馈的位置信号实时调整位置环增益，并输出位置环信号，伺服驱动器根据位置换增益实时驱动电机转动的位置，即形成一种伺服驱动器驱动电机位置的控制方法。本发明避免了反馈信号的滞后性，进而提高了控制的精度。同时，通过参数的比较来确定是否发生位置误差，提高了位置误差判定的精确度。

Description

一种伺服驱动器的位置控制方法

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位置控制方法。

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。同时，不能准确的判断位置信号出现误差。故而，有必要设计一种新的位置控制方法。

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位置控制方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种伺服驱动器的位置控制方法，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位置指令；

第二步、根据位置指令设定脉冲输出方式、电机转动方式以及电机脉冲光给定方式，从而电机开始跟随上述方式运行；

第三步、在电机运行过程中，通过一个位置编码器实时检测电机的位置，并将检测到的电机的位置信号发送至伺服驱动器的位置环中，伺服驱动器的位置环根据反馈的位置信号实时调整位置环增益，并输出位置环信号，伺服驱动器根据位置换增益实时驱动电机转动的位置，即形成一种伺服驱动器驱动电机位置的控制方法。

优选地，在位置信号反馈之前，还依次包括位置指令前馈增益和位置指令前馈滤波的步骤，并将该滤波后的位置指令叠加到输出的位置环信号上。

优选地，在位置信号反馈之前的位置环上还包括一位置指令滤波的步骤。

优选地，在第二步的设定脉冲输出方式和电机转动方式之间还包括一电子齿轮切换的步骤。

优选地，在输出位置环信号之后还包括对伺服驱动器的位置误差进行检查的步骤，其具体检查方法为：

如满足以下条件，则不发生位置误差，否则，发生位置误差；

a、定位模块输出计数＝伺服驱动器指令脉冲积累值；

b、指令脉冲积累值*电子齿轮数＝反馈脉冲积累值；

c、反馈脉冲积累值*脉冲的移动量＝机械位置。

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位置编码器实时检测电机的位置，并在位置信号反馈之前，依次增加位置指令前馈增益和位置指令前馈滤波的步骤，并将该滤波后的位置指令叠加到输出的位置环信号上，避免了反馈信号的滞后性，进而提高了控制的精度。同时，通过参数的比较来确定是否发生位置误差，提高了位置误差判定的精确度。

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位置控制方法的控制框图。

图2是本发明所述伺服驱动器的位置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位置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位置控制方法中位置误差判断的框架图。

图5是伺服驱动器中的晶体管ON/OFF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至图3所示，本发明提供一种伺服驱动器的位置控制方法，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位置指令；第二步、根据位置指令设定脉冲输出方式A、电机转动方式以及电机脉冲光给定方式C，从而电机开始跟随上述方式运行；第三步、在电机运行过程中，通过一个位置编码器实时检测电机的位置，并将检测到的电机的位置信号G发送至伺服驱动器的位置环中，伺服驱动器的位置环根据反馈的位置信号G实时调整位置环增益E，并输出位置环信号F，伺服驱动器根据位置环增益E实时驱动电机转动的位置，即形成一种伺服驱动器驱动电机位置的控制方法。

并且位置信号G反馈之前，本发明还依次包括位置指令前馈增益H和位置指令前馈滤波I的步骤，并将该滤波后的位置指令叠加到输出的位置环信号F上，可以进一步的提高精度。并且，在位置信号G反馈之前的位置环上还包括一位置指令滤波D的步骤。在设定脉冲输出方式和电机转动方式之间还包括一电子齿轮切换B的步骤。

指令脉冲输出形式有三种输入形式可选择(+方向、正反脉冲和AB相脉冲)，并可选择正逻辑和负逻辑，如：以输入波形为赋逻辑，正转脉冲串/反转脉冲串举例进行说明，伺服驱动器中晶体管ON/OFF关系如图5所示。

在伺服驱动器运行过程中，电机开始跟最位置指令脉冲运行。可通过面板或者后台软件查看指令脉冲积累P、反馈脉冲积累C’、滞留脉冲E’来了解电机的运行状况。

在输出位置环信号F之后还包括对伺服驱动器的位置误差进行检查的步骤，其具体检查方法为：如满足以下条件，则不发生位置误差，否则，发生位置误差；

a、定位模块输出计数＝伺服驱动器指令脉冲积累值；

b、指令脉冲积累值*电子齿轮数＝反馈脉冲积累值；

c、反馈脉冲积累值*脉冲的移动量＝机械位置。

如图4所示，在产生位置偏差时，应该检查图4中的(a)输出脉冲计数器，(b)指令脉冲累积显示，(c)反馈脉冲累积显示和(d)机械停止位置。此外，(A)(B)是引起位置偏差的主要原因。例如(A)表示定位装置和伺服驱动器的接线中由于受到噪声的影响而引起脉冲计数错误。

在不发生位置误差的正常状态下，以下关系成立：

a、Q＝P(定位模块输出计数＝伺服驱动器指令脉冲累积)；

b、使用电子齿轮时，指令脉冲累积×电子齿轮＝反馈脉冲累积；

c、C’·Δ＝M(反馈脉冲累积×1脉冲的移动量＝机械位置)。

在产生位置偏差时，请按照以下步骤检查。

a、当Q≠P时，定位装置和伺服驱动器的脉冲串信号的接线由于噪声的影响而引起脉

冲计数错误。(其原因为A)，可采用以下的检查对策。

◆检查线路的屏蔽处理。

◆把集电极开路方式改成差动线驱动方式。

◆与强电线路分开接线。

b、指令脉冲累积×电子齿轮≠反馈脉冲累积时

运行中伺服开启信号(SON)或正转·反转行程末端信号(LSP·LSN)置为OFF，或清除信号(CR)，复位信号(RES)置为ON。

c、当C’·Δ≠M时，伺服电机和机械之间发生了机械位置滑动。

本发明的控制方法通过采用位置编码器实时检测电机的位置，并在位置信号反馈之前，依次增加位置指令前馈增益和位置指令前馈滤波的步骤，并将该滤波后的位置指令叠加到输出的位置环信号上，避免了反馈信号的滞后性，进而提高了控制的精度。同时，通过参数的比较来确定是否发生位置误差，提高了位置误差判定的精确度。

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位置控制方法，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位置指令；

2.根据权利要求1所述的伺服驱动器的位置控制方法，其特征在于：在位置信号反馈之前，还依次包括位置指令前馈增益和位置指令前馈滤波的步骤，并将该滤波后的位置指令叠加到输出的位置环信号上。

3.根据权利要求1所述的伺服驱动器的位置控制方法，其特征在于：在位置信号反馈之前的位置环上还包括一位置指令滤波的步骤。

4.根据权利要求1所述的伺服驱动器的位置控制方法，其特征在于：在第二步的设定脉冲输出方式和电机转动方式之间还包括一电子齿轮切换的步骤。

5.根据权利要求4所述的伺服驱动器的位置控制方法，其特征在于：在输出位置环信号之后还包括对伺服驱动器的位置误差进行检查的步骤，其具体检查方法为：

a、定位模块输出计数＝伺服驱动器指令脉冲积累值；

b、指令脉冲积累值*电子齿轮数＝反馈脉冲积累值；

c、反馈脉冲积累值*脉冲的移动量＝机械位置。