CN107820672B - 电机控制系统、驱动器、逆变器及控制方法、计算机软件和存储介质 - Google Patents

Abstract

一种电机控制系统，电机(40)设有第一编码器(42)，其采样间隔时间为第一间隔时间△T；轴(50)由电机(40)驱动，其设有第二编码器(52)，其采样间隔时间为第二间隔时间△t，其中△T大于△t。电机控制系统(10)包括电机运动信号检测部(14)、轴运动信号检测部(15)和主控装置(16)。电机运动信号检测部(14)能够基于接收的由第一编码器(42)发出的第一编码器信号提供在每间隔一个第一间隔时间△T时电机的电机运动信号。轴运动信号检测部(15)能够基于接收的由第二编码器(52)发出的第二编码器信号提供在每间隔一个第二间隔时间△t时轴(50)的轴运动信号。主控装置(16)能够接收并根据电机运动信号和轴运动信号计算电机(40)在每间隔第二间隔时间△t的时刻的电机运动参数。

Description

电机控制系统、驱动器、逆变器及控制方法、计算机软件和存 储介质

技术领域

本发明涉及一种控制系统，尤其涉及一种电机控制系统。本发明还涉及一种电机的控制方法，本发明还涉及具有上述电机控制系统的用于电机的驱动器、逆变器，以及可执行上述控制方法的计算机软件和可存储该计算机软件的存储介质。

背景技术

现有电机驱动主轴的电机控制系统中，一般需要采用两个编码器，一个编码器安置于电机，用于反馈电机转速情况，另一个编码器安置于与电机传动连接的主轴，用于反馈主轴的转动位置情况，电机控制系统可根据上述电机转速情况和主轴转动位置情况控制电机。

在一些工作环境中，需要较高的主轴控制精度，上述两个编码器通常都需要采用高分辨率的编码器。

发明内容

本发明的目的是提供一种电机控制系统，其可在保证准确反馈电机转速信息的情况下，降低编码器的使用成本。

本发明的另一个目的是提供一种具有上述电机控制系统的用于电机的驱动器或逆变器。

本发明的再一个目的是提供一种控制方法。

本发明的又一个目的是提供一种可执行上述控制方法的计算机软件。

本发明的其他一个目的是提供一种可存储上述计算机软件的存储介质。

本发明提供了一种电机控制系统，其能够控制一电机对一轴的驱动，轴与电机传动连接，其中电机设有一个第一编码器，其采样间隔时间为第一间隔时间△T；轴设有一个第二编码器，其采样间隔时间为第二间隔时间△t，其中第一间隔时间△T大于第二间隔时间△t；电机控制系统包括一个电机运动信号检测部、一个轴运动信号检测部和一个主控装置。电机运动信号检测部能够基于接收的由第一编码器发出的第一编码器信号提供电机的电机运动信号。轴运动信号检测部基于接收的由第二编码器发出的第二编码器信号提供轴的轴运动信号。主控装置能够接收并根据电机运动信号和轴运动信号计算电机在每间隔第二间隔时间△t的时刻的电机运动参数，并基于该电机运动参数和获得的电机控制信号对电机进行控制。

本发明的轴特别是主轴。通过本发明的这种实施方式，虽然电机的第一编码器的精度仅能每间隔第一间隔时间△T提供一个精确地电机运动参数，但是通过依据本发明的电机控制系统，可以按照分辨率更好的第二编码器的分辨率来提供电机的运动参数。

在电机控制系统的一种示意性实施方式中，主控装置根据接收的在第一编码器检测到的一个角位置变化时刻T获得的电机运动信号，以及接收的轴运动信号，计算从角位置变化时刻T开始，每间隔一个第二间隔时间△t时的电机的运动参数，直至第一编码器检测到下一个角位置变化时刻T’。角位置变化时刻T、T’是第一编码器自身发出第一编码器信号的时刻，是第一编码器通过第一编码器信号可直接反馈出电机运动信号的时刻，即可直接反馈出电机的转速及位置，而在T与T’时刻之间的时间内，第一编码器不会发出第一编码器信号，不能反馈出电机在T与T’时刻之间的某个时刻的转速及位置等信息，比第一编码器分辨率高的编码器信号可给出在T与T’时刻之间的某个时刻的转速及位置等信息即是电机在T时刻的某个时刻的转速及位置等信息。这也是采样频率越高，编码器越精准的原因。而依据本发明的电机控制系统可利用第二编码器的第二编码器信号直接反馈的轴运动信号，来计算T与T’时刻之间的时间内，每间隔一个第二间隔时间△t时电机的运动参数，以在第一编码器具有低分变率的情况下更精确的控制电机，并由此相对于使用两个高精度编码器的系统更为节约成本。

在电机控制系统的一种示意性实施方式中，电机运动信号至少包括电机的位置信号、电机的转速信号；轴运动信号至少包括轴的位置信号、轴的转速信号；电机的运动参数包括每间隔一个第二间隔时间△t时所述电机的角位移、转速和加速度。

在电机控制系统的一种示意性实施方式中，主控装置包括一个电机速度计算部、一个位置控制器和一个速度控制器。电机速度计算部接收电机运动信号、轴运动信号，计算从角位置变化时刻T开始，每间隔一个第二间隔时间△t时电机的电机运动参数并输出该电机运动参数，直至第一编码器检测到下一个角位置变化时刻T’。位置控制器能够接收轴运动信号，并以此输出一个转速控制信号。速度控制器能够接收电机运动参数和转速控制信号，并以此输出可控制电机的控制信号。采用上述结构后，电机控制系统可更精确在角位置变化时刻T和T’之间每隔△t的时刻时控制电机转速。

本发明还提供了一种用于电机的驱动器。其包括一个上述电机控制系统。

本发明还提供了一种用于电机的逆变器，其包括一个上述电机控制系统。

本发明还提供了一种控制方法，其控制一电机对一轴的驱动，其中电机设有一个第一编码器，第一编码器的采样间隔时间为第一间隔时间△T；轴与电机传动连接，其上设有一个第二编码器，第二编码器的采样间隔时间为第二间隔时间△t，其中第一间隔时间△T大于第二间隔时间△t。控制方法包括：获取第一编码器发出的第一编码器信号，以得到每间隔一个第一间隔时间△T时电机的电机运动信号；获取第二编码器发出的第二编码器信号，以得到每间隔一个第二间隔时间△t时轴的轴运动信号；根据电机运动信号和轴运动信号计算电机在每间隔第二间隔时间△t的时间点的电机运动参数，并基于该电机运动参数和获得的电机控制信号对电机进行控制。

在控制方法的一种示意性实施方式中，计算步骤进一步包括：步骤S10，根据在第一编码器检测到的一个角位置变化时刻T获得电机运动信号，以及轴运动信号，计算角位置变化时刻T时的电机运动参数；步骤S20，根据角位置变化时刻T时的电机运动参数计算每间隔一个第二间隔时间△t时的电机运动参数，直至第一编码器检测到下一个角位置变化时刻T’。

在控制方法的一种示意性实施方式中，电机运动信号至少包括电机的位置信号、电机的转速信号；轴运动信号至少包括轴的位置信号、轴的转速信号；电机运动参数包括每间隔一个第二间隔时间△t时所述电机的角位移、转速和加速度。

在控制方法的一种示意性实施方式中，其中，步骤S10进一步包括：步骤S11，根据在一个角位置变化时刻T获取的电机运动信号得到在角位置变化时刻T时电机的角位移θ_m、电机的转速ω_m，根据在角位置变化时刻T时已获取的轴运动信号得到轴在该角位置变化时刻T时轴的角位移θ_L，并根据角位置变化时刻T时电机的转速ω_m和电机控制信号控制电机转动；步骤S12，根据在角位置变化时刻T时的电机的角位移θ_m、轴的角位移θ_L，计算在角位置变化时刻T时电机的角加速度α_m；步骤S20进一步包括：步骤S21，根据在T+△t时刻获取的轴运动信号获得轴在T+△t时刻的角位移θ_L+1；步骤S22，根据角位置变化时刻T时电机的转速ω_m、电机的角加速度α_m及轴在T+△t时刻的角位移θ_L+1，计算在T+△t时电机的转速ω_m+1、电机的角位移θ_m+1、及电机的角加速度α_ma+1，并根据T+△t时电机的转速ω_m+1和电机控制信号控制电机转动；步骤S23，使T＝T+△t，若此时T+△t小于第一编码器的下一个角位置变化时刻T’，则θ_m＝θ_m+1，ω_m＝ω_m+1，α_m＝α_m+1，返回步骤S21；若此时T+△t等于第一编码器的下一个角位置变化时刻T’，则T＝T’，返回步骤S10。

本发明还提供了一种可执行上述控制方法的计算机软件。

本发明还提供了一种可存储上述计算机软件的存储介质。

下文将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施例，对电机控制系统、驱动器、逆变器及控制方法、计算机软件和存储介质的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

附图说明

以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

图1用以说明电机控制系统的一种示意性实施方式的结构示意图；

图2用以说明电机控制系统的另一种示意性实施方式的结构示意图；

图3用以说明电机控制方法的计算步骤的一种示意性实施方式的流程图；

图4用以说明第一编码器和第二编码器的信号采集过程；

图5用以说明电机和轴之间的双质量系统；

图6用以说明图3所示计算步骤的一种具体示意性实施方式的流程图。

附图标记说明

10 电机控制系统

14 电机运动信号检测部

15 轴运动信号检测部

16 主控装置

162 电机速度计算部

164 位置控制器

166 速度控制器

22 电流控制器

24 信号放大器

40 电机

42 第一编码器

50 轴、主轴

52 第二编码器。

具体实施方式

为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示结构相同或结构相似但功能相同的部件。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，为使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示它们的重要程度及顺序等。

图1用以说明电机控制系统的一种示意性实施方式的结构示意图。如图1所示，电机控制系统10能够控制一个电机40对一个轴50的驱动，特别是对主轴的转动进行控制。轴50与电机40传动连接，特别是电机40与轴50扭矩传输的方式连接。电机40设有一个第一编码器42，轴50设有一个第二编码器52。编码器的测量精度由其分辨率决定，分辨率也称为解析分度，通常，分辨率越高则说明编码器转动一周的等分取样点越多即线越多，而相邻取样点即相邻线和线之间则可称为取样区间，编码器的单各取样区间所经历的时间，即经历相邻线和线之间的时间可称为采样间隔时间。其中，在本实施方式中，第一编码器42单个取样区间的采样间隔时间为第一间隔时间△T，即第一编码器42每间隔一个第一间隔时间△T发出一个第一编码器信号。第一编码器信号可以为脉冲，可通过脉冲来获得第一编码器每间隔△T的位移大小，并可以此获取电机的运动参数。运动参数可以包括电机的角位置(角位移)、转速和加速度。第二编码器52单个取样区间的采样间隔时间为第二间隔时间△t，同样地，第二编码器52每间隔一个第一间隔时间△T发出一个第二编码器信号，由此获取轴，特别是主轴50的运动参数。

在此，需指出的是，依据本发明，第一间隔时间△T大于第二间隔时间△t，即依据本发明的第一编码器的分辨率小于第二编码的分辨率。

此外，在电机控制领域，通常设有驱动或者逆变器对电机进行驱动控制。因此，在驱动或者逆变器中通常设至一个信号放大器24用以放大输入电机的信号及一个电流控制器22以控制输入电机的电流信号。信号放大器24及电流控制器22用于实现电机的电流环控制。

此外，为了实现依据本发明的对电机驱动主轴的控制，电机的驱动器或者逆变器还包括一个依据本发明的电机控制系统10。该电机控制系统10包括一个电机运动信号检测部14、一个轴运动信号检测部15和一个主控装置16。电机运动信号检测部14与第一编码器可通信，其能够基于接收的由第一编码器42发出的第一编码器信号，计算并且输出在每间隔一个第一间隔时间△T时刻电机40的电机运动信号。其中电机运动信号可包括电机的位置信号(特别是角位置或者说角位移信号)以及电机的转速信号。轴运动信号检测部15与第二编码器52可通信，其接收由第二编码器52发出的第二编码器信号，并计算、输出在每间隔一个第二间隔时间△t时刻轴50的轴运动信号。其中轴运动信号可包括轴的位置信号(特别是角位置或者说角位移信号)、轴的转速信号等。主控装置16接收由电机运动信号检测部14提供的电机运动信号以及由轴运动信号检测部15提供的轴运动信号，并基于此计算出电机在每间隔第二间隔时间△t的时间点的运动参数，并基于此在获得电机控制信号的基础上控制电机。也就是说，虽然电机40的第一编码器42的精度仅能每间隔第一间隔时间△T提供一个精确地电机运动参数，但是通过依据本发明的电机控制系统，可以按照分辨率更好的第二编码器52的分辨率来提供电机的运动参数。上述电机控制系统可以在降低一个编码器的分辨率的情况下，仍然以较高精度控制电机，降低了编码器成本。在本发明中，电机运动信号检测部14、轴运动信号检测部15和一个主控装置16可以分别以软件或者硬件的方式实施；其中电机运动信号检测部14、轴运动信号检测部15和一个主控装置16可以是分离的硬件或者软件，也可以是一体的软件或者硬件，例如可以是一个处理装置。

在一种实施方式中，主控装置16能够根据接收在第一编码器42检测到的一个角位置变化时刻T获得的电机运动信号，以及接收的主轴运动信号，并且基于接收到的电机运动信号与轴运动信号来计算从角位置变化时刻T开始，每间隔一个第二间隔时间△t时电机的运动参数，直至第一编码器42检测到下一个角位置变化时刻T’，其中运动参数包括每间隔一个第二间隔时间△t时电机的位置和转速。角位置变化时刻T、T’是第一编码器自身发出第一编码器信号的时刻，是第一编码器通过第一编码器信号可直接反馈出电机运动信号的时刻，即可直接反馈出电机的转速及位置，而在T与T’时刻之间的时间内，第一编码器不会发出第一编码器信号，不能反馈出电机的转速及位置。上述实施方式中，就是基于角位置变化时刻T时检测到的电机运动信号，并通过第二编码器52的第二编码器信号直接反馈的轴运动信号，来计算T与T’时刻之间的时间内，每间隔一个第二间隔时间△t时电机的运动参数，以更精确的控制电机。

在图2所示的实施方式中，电机控制系统的主控装置16还可包括一个电机速度计算部162、一个位置控制器164和一个速度控制器166。其中电机速度计算部162能够分别与一个电机运动信号检测部14和一个轴运动信号检测部15通信，其可分别从电机运动信号检测部14接收电机运动信号、从轴运动信号检测部15接收轴运动信号，以计算从角位置变化时刻T开始，每间隔一个第二间隔时间△t时电机的电机运动参数并输出该电机运动参数。其中，电机运动参数可包括每间隔一个第二间隔时间△t时电机的位置和转速，直至第一编码器42检测到下一个角位置变化时刻T’。位置控制器164能够接收轴运动信号检测部15输出的轴运动信号，并根据轴运动信号输出一个转速控制信号，速度控制器166能够分别连接所述位置控制器164和所述电机速度计算部162，其能够接收电机运动参数和转速控制信号，并以此输出可控制电机40的控制信号，其中位置控制器164根据接收的轴运动信号得到当前轴的位置，并可根据当前轴的位置输出转速控制信号用于借助速度控制器166控制电机的转速来控制主轴的位置，以实现电机位置环的控制。而速度控制器166根据电机运动参数控制电机，以实现电机速度环的控制。

此外，以上所述电机控制系统10除了可以采用软件方式实现，也可以采用硬件方式实现。采用硬件实现时，控制单元可以由能够实现上述功能模块的DSP、FPGA或其他类似具有处理功能的芯片来实现。控制单元的上述功能还可以实现为程序代码，这些程序代码包括能够实现上述功能的指令。程序代码可以记录在机器可读的存储介质中，例如可读存储模块中，且这些程序代码可以被例如CPU、MCU执行以实现上述功能。用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。

此外，以上所述的调试系统的结构是示例性的。根据实际需要中，电机控制系统中所包括的各个单元、模块可以合并或拆分成不同的模块，也可以集成为一个模块。这一点对于本领域技术人员而言是显而易见的。

本发明还涉及一种用于电机的驱动器或逆变器，如图1所示，其包括一个上述电机控制系统10。驱动或者逆变器通常还包括一个电流控制装置22和一个信号放大器24，其中，电机控制系统向电流控制装置22输出电机控制指令；信号放大器24从电流控制装置22接收控制指令并将其输出到电机40，电流控制装置22和信号放大器24可构成电机的电流环控制。

本发明还提供了一种控制方法，其控制一个电机40对一个轴50的驱动，可同时参见图1，电机40设有一个第一编码器42，第一编码器42的单个取样区间的采样间隔时间为第一间隔时间△T。轴50与电机40传动连接，其上设有一个第二编码器52，第二编码器52单个取样区间的采样间隔时间为第二间隔时间△t，其中第一间隔时间△T大于第二间隔时间△t。电机控制方法包括获取第一编码器42发出的第一编码器信号，以得到每间隔一个第一间隔时间△T时电机40的电机运动信号，电机运动信号至少包括电机的位置信号、电机的转速信号；获取第二编码器42发出的第二编码器信号，以得到每间隔一个第二间隔时间△t时轴50的轴运动信号，轴运动信号至少包括轴的位置信号、轴的转速信号；根据电机运动信号和轴运动信号计算电机在每间隔第二间隔时间△t的时间点的电机运动参数，并基于该电机运动参数和获得的电机控制信号对电机进行控制。

请参见图3，上述控制方法中的计算步骤进一步包括：步骤S10，根据在第一编码器42检测到的一个角位置变化时刻T获得的电机运动信号，以及轴运动信号，计算角位置变化时刻T时的电机运动参数。步骤S20，根据步骤S10计算的在角位置变化时刻T时的电机运动参数计算每间隔一个第二间隔时间△t时的电机运动参数，直至第一编码器52检测到下一个角位置变化时刻T’。其中运动参数包括每间隔一个第二间隔时间△t时电机的位置和转速。

下文给出上述计算步骤的具体实现方式。请先参见图4，图4用以说明第一编码器和第二编码器的信号采集过程。其中，图4中的上图为第一编码器42的第一编码器信号的波形图L1，其中在波形图L1的转折位置即为第一编码器42的角位置变化时刻，如图4中T及T’时位置，在该些位置时，可获得电机运动信号，即每间隔第一间隔时间△T时可获得电机的运动信号。同理，图4中的下图为第二编码器52的第二编码器信号的波形图L2，其中在波形图L2的转折位置即为第二编码器的角位置变化时刻，如图4中的m及n位置，在该些位置时，可获得轴的运动信号，即每间隔第二间隔时间△t时可获得电机的运动信号(图中的a至b点的距离等于m至n点的距离)。从图4中可以看出，第一间隔时间△T大于第二间隔时间△t，即第一编码器42自身只能在每隔一个相对较长的第一间隔时间△T时反馈一个电机的运动信号，而无法向第二编码器52一样每隔一个相对较短的第二间隔时间△t就反馈一个电机的运动信号。故第一编码器42自身不能在图4中的b、c、d位置处反馈电机的运动信号。而本申请的控制方法就是通过计算得到在b、c、d位置时底架的运动信号，以更精确的控制电机。

在描述控制方法的一种根据本发明的具体步骤前，请先参见图5，电机40与轴50之间被模型化为一个双质量系统(two-mass system)，根据该系统，可以通过下列公式来计算电机的加速度α_m：α_m＝(T_m-K_s(θ_m-θ_l))/J_m，其中Jm为电机的转动惯量，T_m为角位置变化时刻T时电机的负荷扭矩，负荷扭矩T_m可由常规传感器获取，θ_m为电机的角位移，θ_l为轴的角位移。在此需要说明的是，这种模型仅是一种示例性地模型，本领域结束人员可以通过所能够获取的参数，以及实际情况通过建立不同的模型来计算每间隔一个第二间隔时间△t电机的位置和转速。

上述模型中，电机和轴之间的等效刚度K_s可在安装阶段确定，在一种实施方式中，可通过电机和主轴之间的频率响应来获取：电机和主轴之间的固有频率(NatureTorsional Frequency)f_NTF，及电机和主轴之间的抗共振频率(Anti-ResonantFrenquency)f_ARF。并利用f_NTF和f_ARF求得K_s，K_s＝4π²(f_NTF ²-f_ARF ²)J_m，其中Jm为电机的转动惯量。

图6用以说明图3所示计算步骤的一种具体示意性实施方式的流程图，首先图3中的步骤S10进一步包括：

步骤S11，在第一编码器42探测到角位置变化时刻T时，通过第一编码器信号所获得的电机运动信号取得为那个时刻电机精确的角位置θ_m和电机的转速ω_m(如图3中a点位置)，同时，根据在该角位置变化时刻T已获得的轴运动信号(由于分辨率的原因，实际上是如图3中m点所获得的轴运动信号)得到在m点时轴的角位移θ_L。此时，根据角位置变化时刻T时电机的转速ω_m来控制电机转动；

步骤S12，根据在角位置变化时刻T时的电机的角位移θ_m、在角位置变化时刻T时已获得的轴的角位移θ_L，计算在角位置变化时刻T时电机的实时角加速度α_m，角加速度α_m＝(T_m-K_s(θ_m-θ_L))/J_m，其中Jm为电机的转动惯量，T_m为角位置变化时刻T时电机的负荷扭矩，负荷扭矩T_m可由常规传感器或者说电机的实时反馈获取，在此不再赘述。

随后，执行步骤S20，步骤S20进一步包括：

步骤S21，根据在T+△t时刻(图3中的b点)获取轴运动信号(即第二编码器52在图3中n点所获得的轴运动信号)，得到在b点时的轴的测量角位移θ_L+1；

步骤S22，根据角位置变化时刻T时电机的转速ω_m、角加速度α_m及T+△t时(b点的)轴的测量角位移θ_L+1，计算在T+△t时刻的电机的转速ω_ma+1＝ω_m+α_m△t、电机的角位移θ_m+1＝θ_m+α_m△t²/2、及电机的角加速度α_ma+1＝(T_m+1-K_s(θ_m+1-θ_L+1))/J_m，其中J_m为电机的转动惯量，T_m+1为角位置变化时刻T+△t时电机的负荷扭矩，其可由常规传感器或者说电机的实时反馈获取。由此就获得了在第二编码器分辨下的T+△t时刻的电机运动参数，此时计算出的电机运动参数比在T+△t时刻由第一编码器直接提供的数据更为精确。由此，并根据T+△t时电机的转速ω_m+1、位置、加速度来控制电机转动；

步骤S23，其包括以下几个步骤，赋值步骤S231，使T＝T+△t，即将T赋值为T+△t，是后面计算时用到的T实际值为T+△t；比较步骤S232，比较T+△t和下一个角位置变化时刻T’，若此时T+△t小于第一编码器42的下一个角位置变化时刻T’，即图2中的c和d点位置时，需要重新赋值，进入步骤S233，赋值使θ_m＝θ_m+1，ω_m＝ω_m+1，α_m＝α_m+1，返回步骤S14；若此时T+△t等于第一编码器42的下一个角位置变化时刻T’，则进入步骤S234，赋值使T＝T’，并返回步骤S10的步骤S11，重新得到电机的角位移θ_m、电机的转速ω_m、轴的角位移θ_L，并以此为基准做新一轮的计算。

上述电机控制方法可以降低对第一编码器的分辨率的要求，可以使与电机连接的第一编码器采用相对较低分辨率的编码器，在保证可准确反馈电机转速信息的情况下，大大降低电机控制系统的成本。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.电机控制系统，其能够控制一电机(40)对一轴(50)的驱动，所述轴(50)与所述电机(40)传动连接，其中

所述电机(40)设有一个第一编码器(42)，其采样间隔时间为第一间隔时间(△T)；

所述轴(50)设有一个第二编码器(52)，其采样间隔时间为第二间隔时间(△t)，其中所述第一间隔时间(△T)大于所述第二间隔时间(△t)；

所述电机控制系统(10)包括：

一个电机运动信号检测部(14)，其基于接收的由所述第一编码器(42)发出的第一编码器信号提供所述电机(40)的电机运动信号；

一个轴运动信号检测部(15)，其基于接收的由所述第二编码器(52)发出的第二编码器信号提供所述轴(50)的轴运动信号；

一个主控装置(16)，其能够接收并根据所述电机运动信号和轴运动信号计算所述电机在每间隔第二间隔时间(△t)的时刻的电机运动参数，并基于该电机运动参数和获得的电机控制信号对电机进行控制，

其中，所述主控装置(16)根据接收的在所述第一编码器(42)检测到的一个角位置变化时刻(T)所获得的所述电机运动信号，以及接收的所述轴运动信号，计算从所述角位置变化时刻(T)开始，每间隔一个第二间隔时间(△t)时的所述电机运动参数，直至所述第一编码器(42)检测到下一个角位置变化时刻(T’)。

2.如权利要求1所述的电机控制系统，其特征在于，

所述电机运动信号至少包括电机的位置信号和电机的转速信号；

所述轴运动信号至少包括轴的位置信号和轴的转速信号；以及

所述电机运动参数包括每间隔一个第二间隔时间(△t)时所述电机的角位移、转速和加速度。

3.如权利要求1或2所述的电机控制系统，其中，所述主控装置(16)包括：

一个电机速度计算部(162)，其接收所述电机运动信号和所述轴运动信号，计算从所述角位置变化时刻(T)开始，每间隔一个第二间隔时间(△t)时所述电机的电机运动参数并输出该电机运动参数，直至所述第一编码器(42)检测到下一个角位置变化时刻(T’)；

一个位置控制器(164)，能够接收所述轴运动信号，并以此输出一个转速控制信号；和

一个速度控制器(166)，能够接收所述电机运动参数和所述转速控制信号，并以此输出可控制所述电机(40)的控制信号。

4.用于电机的驱动器，其特征在于，包括如权利要求1至3中任一项所述的电机控制系统(10)。

5.用于电机的逆变器，其特征在于，包括如权利要求1至3中任一项所述的电机控制系统(10)。

6.控制方法，其控制一电机(40)对一轴(50)的驱动，其中：

所述电机(40)设有一个第一编码器(42)，所述第一编码器(42)的采样间隔时间为第一间隔时间(△T)；

所述轴(50)与所述电机(40)传动连接，其上设有一个第二编码器(52)，所述第二编码器(52)的采样间隔时间为第二间隔时间(△t)，其中第一间隔时间(△T)大于第二间隔时间(△t)；

所述控制方法包括：

获取所述第一编码器(42)发出的第一编码器信号，以得到每间隔一个第一间隔时间(△T)时所述电机(40)的电机运动信号；

获取所述第二编码器(52)发出的第二编码器信号，以得到每间隔一个第二间隔时间(△t)时所述轴(50)的轴运动信号；

根据所述电机运动信号和所述轴运动信号计算所述电机在每间隔第二间隔时间(△t)的时间点的电机运动参数，并基于该电机运动参数和获得的电机控制信号对电机进行控制，

所述控制方法进一步包括：

步骤S10，根据在所述第一编码器(42)检测到的一个角位置变化时刻T获得所述电机运动信号，以及所述轴运动信号，计算所述角位置变化时刻T时的电机运动参数；

步骤S20，根据所述角位置变化时刻T时的所述电机运动参数计算每间隔一个第二间隔时间(△t)时的电机运动参数，直至所述第一编码器(52)检测到下一个角位置变化时刻T’。

7.如权利要求6所述的控制方法，其中，

所述电机运动信号至少包括电机的位置信号和电机的转速信号；

所述轴运动信号至少包括轴的位置信号和轴的转速信号；以及

所述电机运动参数包括每间隔一个第二间隔时间(△t)时所述电机的角位移、转速和加速度。

8.如权利要求7所述的控制方法，其中，

所述步骤S10进一步包括：

步骤S11：根据在一个角位置变化时刻T获取的所述电机运动信号得到在该所述角位置变化时刻T时所述电机的角位移θ_m和所述电机的转速ω_m，以及

根据在所述角位置变化时刻T时已获取的所述轴运动信号得到所述轴在该所述角位置变化时刻T时所述轴的角位移θ_L，并根据所述角位置变化时刻T时所述电机的转速ω_m和电机控制信号控制所述电机转动；

步骤S12，根据在所述角位置变化时刻T时的所述电机的角位移θ_m和所述轴的角位移θ_L，计算在所述角位置变化时刻T时所述电机的角加速度α_m；

所述步骤S20进一步包括：

步骤S21，根据在T+△t时刻获取的所述轴运动信号获得轴在T+△t时刻的角位移θ_L+1；

步骤S22，根据角位置变化时刻T时所述电机的转速ω_m、所述电机的角加速度α_m及所述轴在T+△t时刻的角位移θ_L+1，计算在T+△t时所述电机的转速ω_m+1、所述电机的角位移θ_m+1、及所述电机的角加速度α_ma+1，并根据T+△t时所述电机的转速ω_m+1和电机控制信号控制所述电机转动；

步骤S23，使T＝T+△t，若此时T+△t小于所述第一编码器(42)的下一个角位置变化时刻T’，则θ_m＝θ_m+1，ω_m＝ω_m+1，α_m＝α_m+1，返回步骤S21；若此时T+△t等于所述第一编码器的下一个角位置变化时刻T’，则T＝T’，返回步骤S10。

9.存储介质，存储有一个或多个程序，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由数据处理系统执行时，使得所述数据处理系统执行如权利要求6至8中任一项所述的控制方法。

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