CN106505926A - 一种雷达伺服系统电机转子标零方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种雷达伺服系统电机转子标零方法，首先给伺服系统通电，再给旋转变压器和电机通电，电机转子与天线相固定且同步转动；然后运行伺服系统，此时电机定子通有大小和方向均预先设定的电流，电机定子产生定子恒定磁场，使电机转子旋转到与电机定子磁链一致的位置，此时天线旋转到电角度零位位置；最后计算相邻电角度零位位置的角度差M，计算公式为M＝S/P，其中P为电机极对数，S为旋转变压器角度范围最大值，由此获得电角度零位位置iM，其中i为电角度零位位置的序号，i为整数且i取值范围为[1，P]，通过旋转变压器获得天线当前位置的旋变角度为A，计算出偏移角误差Y＝min(|iM‑A|)。

Description

一种雷达伺服系统电机转子标零方法

技术领域

本发明涉及伺服电机控制技术领域，特别涉及一种雷达伺服系统电机转子标零方法。

背景技术

在雷达扫描器伺服传动系统中，永磁同步电机由于其调速性能优越，克服了直流伺服电动机机械式换向器和电刷带来的一系列限制，目前已逐步取代直流电机。永磁同步电机控制采用SVPWM(矢量控制)算法，该算法需通过旋转变压器读取机械角度信息，经处理后得到电机的电气角度。在位置数据处理环节需加上电角度偏移角，偏移角是由于电机安装时电机本身的电气零位和旋转变压器的零位不能重合造成的，由于电机机械安装的随机性，导致出现偏移角误差，影响伺服系统的使用。

发明内容

为克服上述现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种雷达伺服系统电机转子标零方法，包括以下步骤：

步骤一，给伺服系统中的伺服控制盒通电，再给旋转变压器和电机通电，所述旋转变压器用于测量电机转子的机械位置，电机转子与天线相固定且同步转动，即电机转子的机械位置就是天线的机械位置；

步骤二，运行伺服系统，使电机定子通有大小和方向均预先设定的电流，则电机定子产生定子恒定磁场，所述定子恒定磁场与电机转子产生的转子恒定磁场相互作用，使电机转子旋转到与电机定子磁链一致的位置，此时天线旋转到电角度零位位置；

步骤三，计算相邻电角度零位位置的角度差M，计算公式为M＝S/P，其中P为电机极对数，S为旋转变压器角度范围最大值，由此获得电角度零位位置iM，其中i为电角度零位位置的序号，i为整数且i取值范围为[1，P]，通过旋转变压器获得天线当前位置的旋变角度为A，计算出偏移角误差Y＝min(|iM-A|)。

优选的，若伺服系统电机为多极对数电机，则可将天线依次置于其他电角度零位位置，每个电角度零位位置都检测天线当前位置的旋变角度，并计算该电角度零位位置的偏移角误差，并所有求出的偏移角误差取平均值得到最终偏移角误差；求平均值可以增加偏移角误差的数值精确度。

优选的，伺服控制盒内设有DSP芯片，通过DSP芯片中的程序计算相邻电角度零位位置的角度差M和偏移角误差Y。

优选的，通过运行DSP芯片中的零位记录程序将所述偏移角误差写入零位存储板中，用于数据储存，在DSP芯片接通电源时读取偏移角以补偿电气误差，省去了重新标零的步骤。

本发明提供的一种雷达伺服系统电机转子标零方法，解决了由于电机机械安装的随机性造成的电机的电气零位与旋转变压器零位不能重合所造成的偏移误差，满足电机的控制性能。

附图说明

图1是雷达伺服系统电机转子标零方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面通过具体的实施例对本发明作进一步详细的描述。

具体实施例：

以十六对级的电机为例，首先给伺服系统中的伺服控制盒通电，将伺服控制板的DSP与调试计算机连接，再给旋转变压器和电机通电。

然后运行伺服系统，此时电机定子通有大小和方向均预先设定的电流，使电机定子产生定子恒定磁场，所述定子恒定磁场与电机转子产生的转子恒定磁场相互作用，使电机转子旋转到与电机定子磁链一致的位置，此时天线旋转到电角度零位位置；

再计算相邻电角度零位位置的角度差M，计算公式为M＝S/P，其中P为电机极对数，由于是十六对级的电机因此P＝16，S为旋转变压器角度范围最大值，即旋转变压器角度范围为[1，S]，本实施例中选用的旋转变压器的角度范围为[1°，32768°]，可算出M＝32768°/16＝2048°，由此获得电角度零位位置[2048°，4096°，……，32768°]，电角度零位位置共有十六个，通过旋转变压器获得天线当前位置的旋变角度为5813°，此时期望的旋变角度应为M的整数倍，因此需要计算偏移角误差Y；

Y＝min(|[2048°，4096°，……，32768°]-5813°|)，即Y为十六个电角度零位位置对应的值均减去旋变角度并取绝对值后其中的最小值，相当于最接近5813°与其最接近的电角度零位位置的角度差，因为当电机通电后，天线会旋转到与其最接近的电角度零位位置，因此计算时需计算绝对值的最小值。

此处计算出偏移角误差Ymin＝|6144°-5813°|＝331°。

最后通过运行DSP芯片中的零位记录程序将所述偏移角误差写入零位存储板中，也就是将331°这个数据记录下来，这样以后每次DSP芯片接通电源时就可以读取该偏移角以补偿电气误差，省去了重新标零的步骤，除非更换新的雷达伺服系统或拆装设备，否则无需再次标零。

在计算偏移角误差步骤中，还可以手动将天线依次旋转到所有十六个电角度零位位置，并在每个电角度零位位置均检测出一个天线当前位置的旋变角度，进行十六次计算得出十六个偏移角误差，对这十六个偏移角误差求平均值，这样计算出来的偏移角误差更为精确；现场实际标零时，天线有可能无法360°旋转，能够旋转到的电角度零位位置可能不到十六个，此时能转到哪个零位位置就测哪个零位位置的对应数据，假设能转到十个，则对这十个偏移角误差求平均值即可。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种雷达伺服系统电机转子标零方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，给伺服系统中的伺服控制盒通电，再给旋转变压器和电机通电，所述旋转变压器用于测量电机转子的机械位置，电机转子与天线相固定且同步转动；

步骤二，运行伺服系统，使电机定子通有大小和方向均预先设定的电流，电机转子旋转到与电机定子磁链一致的位置，此时天线旋转到电角度零位位置；

步骤三，计算相邻电角度零位位置的角度差M，计算公式为M＝S/P，其中P为电机极对数，S为旋转变压器角度范围最大值，由此获得电角度零位位置iM，其中i为电角度零位位置的序号，i为整数且i取值范围为[1，P]，通过旋转变压器获得天线当前位置的旋变角度为A，计算出偏移角误差Y＝min(|iM-A|)。

2.根据权利要求1所述的雷达伺服系统电机转子标零方法，其特征在于，若伺服系统电机为多极对数电机，则可将天线依次置于其他电角度零位位置，每个电角度零位位置都检测天线当前位置的旋变角度，并计算该电角度零位位置的偏移角误差，并所有求出的偏移角误差取平均值得到最终偏移角误差。

3.根据权利要求1或2所述的雷达伺服系统电机转子标零方法，其特征在于，伺服控制盒内设有DSP芯片，通过DSP芯片中的程序计算相邻电角度零位位置的角度差M和偏移角误差Y。

4.根据权利要求3所述的雷达伺服系统电机转子标零方法，其特征在于，通过运行DSP芯片中的零位记录程序将所述偏移角误差写入零位存储板中。