CN107863918A - 马达控制命令的保护方法 - Google Patents
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Abstract
一种马达控制命令的保护方法,首先输入位置命令,记录本时序及前时序的位置命令、速度命令与电流命令,检查保护机制未启动,再检查本时序的位置命令与前时序的位置命令相同,且前时序速度命令的速度不等于0时,启动保护机制,并以前时序的电流命令取代本时序的电流命令,输出控制命令,以抑制异常电流。
Description
技术领域
本发明涉及一种马达,尤其涉及马达在控制转动时,对不连续控制命令所造成不正常电流,提供保护的方法。
背景技术
机器手臂具有灵活移动、精确定位及连续性作业的特性,已成为产品生产线上制造组装的最佳利器。而降低机器手臂移动时的震动,提升机器手臂控制的精确性,需要正确控制马达。
现有技术的马达主要利用转动提供动力,马达的控制系统,藉由控制命令控制马达转动。为了精确控制马达,控制系统利用模拟数字转换器(A/D CONVERTER)取出的马达A相电流与B相电流,形成数字的电流信号,作为控制系统中电流控制器的反馈信号,以补偿马达输出力矩。马达并设有编码器检测马达的转动位置,检测的马达转动位置信号反馈至控制系统中速度控制器,以补偿马达的转动速度,而编码器另提供马达的转动位置信号反馈至控制系统中位置控制器,以补偿马达定位的转动位置。因此,马达的控制系统输入控制命令时,配合反馈信号经由位置控制器、速度控制器及电流控制器,计算补偿控制命令,控制马达以需求的转动速度至需求的转动位置,以输出需求的转动力矩。
然而,马达的控制系统,输入控制命令至位置控制器、速度控制器及电流控制器,须配合反馈信号计算补偿调整,才能形成正确的控制命令控制马达转动。由于控制命令的计算补偿调整需要时间,一旦控制命令的处理时间不足,无法依照正常时序输出控制命令,将造成马达转动操作不连续,不仅导致马达产生震动,过大的震动使马达无法准确定位,进而降低性能,不连续的控制命令也会产生异常的控制电流(请参照图5),过大的异常电流容易损毁电子部件,导致马达故障。因此,马达在控制命令的保护上,仍有问题亟待解决。
发明内容
本发明的目的提供一种马达控制命令的保护方法,藉由检查马达本时序位置命令与前次位置命令相同,且前时序的转动速度不等于零,即启动保护机制,以保护控制命令避免异常。
本发明另一目的在于提供一种马达控制命令的保护方法,利用检查保护标记设立,确认启动保护机制,将本时序电流命令以前时序电流命令取代,以避免控制电流异常。
本发明再一目的在于提供一种马达控制命令的保护方法,启动保护机制,同时计时保护时间,一到预设保护时间,停止保护标记,正常执行电流命令,以维持控制的精确性。
为了达到前述发明的目的,本发明马达控制命令的保护方法,首先输入位置命令,记录本时序及前时序的位置命令、速度命令与电流命令,检查保护机制未启动,再检查本时序的位置命令与前时序的位置命令相同,且前时序速度命令的速度不等于0时,启动保护机制,并以前时序的电流命令取代本时序的电流命令,输出控制命令。
本发明马达控制命令的保护方法,检查保护机制启动时,直接进入以前时序的电流命令取代本时序的电流命令的步骤。而在检查本时序的位置命令与前时序的位置命令不相同,或前时序速度命令的速度等于0时,则直接进入输出控制命令的步骤,以本时序的电流命令形成控制命令输出。
本发明马达控制命令的保护方法,启动保护机制时,设立保护标记,以保护标记的设立作为辨识保护机制启动。启动保护机制时,开始计时保护时间。检查计时到达保护时间,关闭保护机制及停止保护标记。计时未到达保护时间时,直接进入输出控制命令的步骤。
附图说明
图1为本发明机器手臂的马达的控制系统的功能图。
图2为本发明马达转动位置坐标图。
图3为本发明马达控制电流坐标图。
图4为本发明马达控制命令的保护方法的流程图。
图5为现有技术异常的控制电流坐标图。
具体实施方式
有关本发明为达成上述目的,所采用的技术手段及其功效,兹举较佳实施例,并配合附图加以说明如下。
请同时参阅图1、图2及图3,图1为本发明机器手臂的马达的控制系统,图2为本发明马达转动位置图,图3为本发明马达控制电流图。图1中本发明马达11的控制系统10,包含位置控制器12、速度控制器13及电流控制器14等,控制系统10利用控制命令控制马达11转动。其中马达11为A、B、C相的三相马达,并设有编码器15用以检测马达11的转动位置。控制系统10利用模拟数字转换器16,从马达11取出A相电流与B相电流,形成数字电流信号,作为电流控制器14的电流反馈信号,补偿马达11输出的力矩。而马达11的编码器15检测马达11转动位置信号,经速度计算器17计算马达11的转动速度,反馈至速度控制器13补偿马达11的转动速度。编码器15检测的马达11转动位置信号,另反馈至位置控制器12补偿马达11转动位置的定位。马达11的控制系统10,将位置命令输经位置控制器12、速度命令输经速度控制器13及电流命令输经电流控制器14,并配合反馈信号计算补偿调整形成控制命令,以控制马达11的转动位置、转动速度及转动力矩。
图2中,当控制马达11从转动位置A转动至转动位置B,马达11的控制系统10会按照事先设定的路径、速度及力矩,规划一连串详细的位置命令、速度命令及电流命令,依照时序输入马达11的控制系统10,控制马达11一时序步骤20接一时序步骤20,由转动位置A平顺向转动位置B转动。在每一时序步骤20控制马达11转动时,当位置命令一输入马达11的位置控制器12,马达11的控制系统10将纪录本时序的位置命令、速度命令与电流命令,及纪录前时序的位置命令、速度命令及电流命令。接着检查本时序的位置命令与前时序的位置命令是否相同,以及检查前时序速度命令的速度不等于0的保护条件,如果检查本时序的位置命令与前时序的位置命令不相同,或前时序速度命令的速度等于0,即不符保护条件时,表示马达11正常执行控制命令平顺地转动,因此维持输入本时序的位置命令、速度命令与电流命令,正常执行本时序的控制命令。
如果检查本时序的位置命令与前时序的位置命令相同,且前时序速度命令的速度不等于0,即符合保护条件时,表示马达11静止并未依照控制命令转动位置(参阅图2中启动时序21),因此判断控制命令不连续,立即启动保护机制,设立保护标记作为辨识保护机制启动,并以前时序的电流命令取代本时序的电流命令,限制马达11的控制电流维持在原来的状况,以避免出现异常电流。由于控制命令不连续,是因处理控制命令的时间不足所引起,不连续的控制命令通常延续数个时序,因此必须适当预设保护机制的保护时间,让保护时间涵盖数个时序,藉保护机制抑制异常电流。图3中,显示本发明在启动保护机制的保护时间,可将马达11的控制电流维持在执行控制命令的电流水平。
保护机制的保护时间,在启动保护机制的同时开始计时,一旦计时至预设的保护时间,就关闭保护机制,停止保护标记,并利用本时序的电流命令直接输出控制命令,以避免影响马达11的控制系统10后续正常执行控制命令。因执行控制命令的时序,每一时序都具有固定的间隔时间,因此保护时间的计时,也可以记数控制命令的时序数目取代。
如图4所示,为本发明马达控制命令的保护方法的流程。本发明马达控制命令的保护方法的详细步骤说明如下:在步骤P1,马达的控制系统输入位置命令;步骤P2,记录本时序的位置命令、速度命令与电流命令,及记录前时序的位置命令、速度命令及电流命令;接着步骤P3,检查保护机制是否在启动中?假如保护机制未启动,则进入步骤P4,检查本时序的位置命令与前时序的位置命令是否相同,以及检查前时序速度命令的速度不等于0的保护条件,假如检查本时序的位置命令与前时序的位置命令相同,且前时序速度命令的速度不等于0,符合保护条件则再进入步骤P5,启动保护机制;在步骤P6,同时开始计时保护时间;步骤P7,以前时序的电流命令取代本时序的电流命令。前述步骤P3,假如检查保护机制在启动中,则直接进入步骤P7,以前时序的电流命令取代本时序的电流命令;在步骤P8,检查步骤P6的计时是否到达保护时间?假如到达保护时间,则进入步骤P9关闭保护机制;接着在步骤P10,输出控制命令。前述步骤P8,假如检查计时未到达保护时间,则直接进入步骤P10,输出控制命令。前述步骤P4,假如检查本时序的位置命令与前时序的位置命令不相同,或前时序速度命令的速度等于0,则可直接进入步骤P10,输出控制命令。
因此,本发明马达控制命令的保护方法,就可藉由检查马达本次位置命令与前次位置命令相同,且前次的转动速度不等于零,立即启动保护机制,设立保护标记,作为确认启动保护机制,同时计时预设的保护时间,并将本时序电流命令利用前时序电流命令取代,以达到避免控制电流异常的目的。一到保护时间,立即关闭保护机制,停止保护标记,正常执行电流命令,以维持马达控制的精确性。
以上所述者,仅为用以方便说明本发明的较佳实施例,本发明的范围不限于这些较佳实施例,凡依本发明所做的任何变更,于不脱离本发明的精神下,皆属本发明申请专利的范围。
【符号说明】
10 控制系统
11 马达
12 位置控制器
13 速度控制器
14 电流控制器
15 编码器
16 模拟数字转换器
17 速度计算器
20 时序步骤
21 启动时序
Claims (9)
1.一种马达控制命令的保护方法,其步骤包含:
输入位置命令;
记录本时序及前时序的位置命令、速度命令与电流命令;
检查保护机制未启动;
再检查本时序的位置命令与前时序的位置命令相同,且前时序速度命令的速度不等于0;
启动保护机制;
以前时序的电流命令取代本时序的电流命令;
输出控制命令。
2.如权利要求1所述的马达控制命令的保护方法,其中,检查保护机制启动时,直接进入以前时序的电流命令取代本时序的电流命令的步骤。
3.如权利要求1所述的所述的马达控制命令的保护方法,其中,检查本时序的位置命令与前时序的位置命令不相同,或前时序速度命令的速度等于0时,则直接进入输出控制命令的步骤。
4.如权利要求3所述的马达控制命令的保护方法,其中,直接进入输出控制命令步骤,以本时序的电流命令形成控制命令输出。
5.如权利要求1所述的马达控制命令的保护方法,其中,启动保护机制时,设立保护标记,以保护标记的设立作为辨识保护机制的启动。
6.如权利要求5所述的马达控制命令的保护方法,其中,启动保护机制时,开始计时保护时间。
7.如权利要求6所述的马达控制命令的保护方法,其中,检查计时到达保护时间,关闭保护机制。
8.如权利要求7所述的马达控制命令的保护方法,其中,检查计时未到达保护时间时,直接进入输出控制命令的步骤。
9.如权利要求7所述的控制命令的保护方法,其中,关闭保护机制时,停止保护标记。
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