CN111327245A - 一种伺服驱动器电流检测回路的失效检测方法 - Google Patents

一种伺服驱动器电流检测回路的失效检测方法 Download PDF

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CN111327245A CN202010264343.4A CN202010264343A CN111327245A CN 111327245 A CN111327245 A CN 111327245A CN 202010264343 A CN202010264343 A CN 202010264343A CN 111327245 A CN111327245 A CN 111327245A
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柳刚
田立志
高闯
闫永金
王德保
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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Abstract

本发明公开了一种伺服驱动器电流检测回路的失效检测方法，包括：描述伺服电机驱动系统在dq旋转参考系的电压方程；基于电压方程和伺服驱动器的数字控制机制，根据电机的模型参数和上一拍的电压信号和电流信号预测当前采样时刻旋转坐标系下的电流信号；通过硬件对电流信号进行采集及信号调理后，将信号传送至MCU解析得到三相电流的瞬时值，将三相电流通过矢量角度变换后得到旋转坐标系下的电流瞬时值；根据电机预估的电流和实际采集到的电流的误差进行判定，当误差超过判定阈值时，电流检测回路的故障标志位置位；在故障置位后，封锁PWM波，显示相应的电流检测回路故障。由软件实现，简单可靠，不受到硬件方案的影响，保证系统安全稳定。

Description

一种伺服驱动器电流检测回路的失效检测方法
技术领域
本发明属于伺服驱动器领域，涉及一种伺服驱动器电流检测回路的失效检测方法。
背景技术
伺服驱动器三相电流信号是电机控制中最基础也是最重要的物理量，电流采样的精度和实时性等决定了系统的静动态性能，是保证系统稳定安全运行的基础。但是电流是快速时变的物理量，相应的信号采集、传输、隔离等硬件回路的失效保护存在很大的难度。
发明内容
本发明目的是：提供一种基于模型预测的电流检测回路的失效判定方法，用软件的方法实现，有效地对硬件电流检测回路的失效作出判定，保证了系统安全稳定。
本发明的技术方案是：一种伺服驱动器电流检测回路的失效检测方法，包括：描述伺服电机驱动系统在dq旋转参考系的电压方程；
基于电压方程和伺服驱动器的数字控制机制，根据电机的模型参数和上一拍的电压信号和电流信号预测当前采样时刻旋转坐标系下的电流信号；
通过硬件对电流信号进行采集及信号调理后，将信号传送至MCU解析得到三相电流的瞬时值，将三相电流通过矢量角度变换后得到旋转坐标系下的电流瞬时值；
根据电机预估的电流和实际采集到的电流的误差进行判定，当误差超过判定阈值时，电流检测回路的故障标志位置位；
在故障置位后，封锁PWM波，显示相应的电流检测回路故障。
其进一步的技术方案是：所述dq旋转参考系的电压方程是：
Figure BDA0002440669590000011
其中，v是电压，R是电阻，i是电流，L是电感，ω是电角速度，e是反电动势电压，下标d和q分别表示直轴和交轴。
其进一步的技术方案是：所述预测当前采样时刻旋转坐标系下的电流信号为：
Figure BDA0002440669590000021
其中，id*[k]和iq*[k]是第k个电流控制周期中电流的瞬时值，Ts是一个控制周期。
本发明的优点是：
通过模型预测来判定电流检测回路的失效，用软件的方法实现，简单可靠，降低了相应的硬件电流保护电路的设计难度，在成本和可靠性等方面具有较大优势，不受到硬件设计方案的影响，可以兼容各种电流检测方案，对电流检测回路所有器件及电源等异常均可有效保护，保证了系统安全稳定。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1是本申请提供的一种伺服驱动器电流检测回路的失效检测方法的流程图；
图2是本申请提供的一种伺服驱动器电流检测回路的失效检测方法的示意图；
图3是电流采样和PWM占空比的更新时序图。
具体实施方式
实施例：本申请提供了一种伺服驱动器电流检测回路的失效检测方法，结合参考图1和图2，涉及电流预测模块、实时电流采集及坐标变换模块、电流检测回路失效判定模块以及故障处理模块四个软件模块，利用模型预测的方法来判定电流检测回路是否失效，主要包括以下步骤：
步骤1，描述伺服电机驱动系统在dq旋转参考系的电压方程。
dq旋转参考系的电压方程是：
Figure BDA0002440669590000022
Figure BDA0002440669590000031
其中，v是电压，R是电阻，i是电流，L是电感，ω是电角速度，e是反电动势电压，下标d和q分别表示直轴和交轴。
步骤2，基于电压方程和伺服驱动器的数字控制机制，根据电机的模型参数和上一拍的电压信号和电流信号预测当前采样时刻旋转坐标系下的电流信号。
目前的伺服驱动器三环控制基本采用数字控制，典型的电流采样和PWM占空比更新时序图如图3所示。进入当前控制周期(kTs)后，采样得到当前电流值(id(k)，iq(k))，并与指令值(idr，iqr)比较，通过电流环得到需要施加的电压矢量(Ud(k+1)，Uq(k+1))受到芯片处理速度等限制，当前控制周期(kTs)计算得到的电压矢量通常需要等下一个控制周期((k+1)Ts)期间再施加，等到下一周期结束时，电流才有可能跟踪上本周期的电流指令(idr，iqr)。
预测当前采样时刻旋转坐标系下的电流信号为：
Figure BDA0002440669590000032
其中，id*[k]和iq*[k]是第k个电流控制周期中电流的瞬时值，Ts是一个控制周期。基于上述模型，可以精确地估算出每个电流控制周期中电流的瞬时值。
步骤1和步骤2可以由电流预测模块实现。
步骤3，通过硬件对电流信号进行采集及信号调理后，将信号传送至MCU解析得到三相电流的瞬时值，将三相电流通过矢量角度变换后得到旋转坐标系下的电流瞬时值。
MCU解析得到三相电流的瞬时值iu[k]、iv[k]、iw[k]，将电流通过矢量角度Theta(k)和Clark变换及Park变换后得到旋转坐标系下的瞬时值id[k]、iq[k]。
步骤3可以由实时电流采集及坐标变换模块实现。
步骤4，根据电机预估的电流和实际采集到的电流的误差进行判定，当误差超过判定阈值时，电流检测回路的故障标志位置位。
步骤4可以由电流检测回路失效判定模块实现。
步骤5，在故障置位后，封锁PWM波，显示相应的电流检测回路故障。
封锁PWM波，可以保证系统安全，若故障无置位，则系统正常运行。
步骤5可以由故障处理模块实现。
硬件电流检测回路的采样、信号调理等方案众多，相应的电路设计也不一致，本申请提供的方法不受硬件设计方案的影响，可以兼容所有的电流检测方案，对电流检测回路的异常情况可以有效保护。
综上所述，本申请提供的伺服驱动器电流检测回路的失效检测方法，通过模型预测来判定电流检测回路的失效，用软件的方法实现，简单可靠，降低了相应的硬件电流保护电路的设计难度，在成本和可靠性等方面具有较大优势，不受到硬件设计方案的影响，可以兼容各种电流检测方案，对电流检测回路所有器件及电源等异常均可有效保护，保证了系统安全稳定。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含所指示的技术特征的数量。由此，限定的“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或者两个以上。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器、磁盘或光盘等。
以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种伺服驱动器电流检测回路的失效检测方法，其特征在于，包括：
描述伺服电机驱动系统在dq旋转参考系的电压方程；
基于电压方程和伺服驱动器的数字控制机制，根据电机的模型参数和上一拍的电压信号和电流信号预测当前采样时刻旋转坐标系下的电流信号；
通过硬件对电流信号进行采集及信号调理后，将信号传送至MCU解析得到三相电流的瞬时值，将三相电流通过矢量角度变换后得到旋转坐标系下的电流瞬时值；
根据电机预估的电流和实际采集到的电流的误差进行判定，当误差超过判定阈值时，电流检测回路的故障标志位置位；
在故障置位后，封锁PWM波，显示相应的电流检测回路故障。
2.根据权利要求1所述的伺服驱动器电流检测回路的失效检测方法，其特征在于，所述dq旋转参考系的电压方程是：
Figure FDA0002440669580000011
Figure FDA0002440669580000012
其中，v是电压，R是电阻，i是电流，L是电感，ω是电角速度，e是反电动势电压，下标d和q分别表示直轴和交轴。
3.根据权利要求2所述的伺服驱动器电流检测回路的失效检测方法，其特征在于，所述预测当前采样时刻旋转坐标系下的电流信号为：
Figure FDA0002440669580000013
Figure FDA0002440669580000014
其中，
Figure FDA0002440669580000015
和
Figure FDA0002440669580000016
是第k个电流控制周期中电流的瞬时值，Ts是一个控制周期。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114421840A (zh) * 2021-12-30 2022-04-29 中联重科建筑起重机械有限责任公司 用于塔机的控制方法、装置、控制器、塔机及存储介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107450041A (zh) * 2017-06-30 2017-12-08 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 用于同步电机的电流传感器故障诊断方法、装置及变频器
CN107786140A (zh) * 2017-08-14 2018-03-09 湖南工业大学 一种考虑失磁故障的鲁棒容错预测控制方法及装置
CN110165951A (zh) * 2019-04-22 2019-08-23 浙江工业大学 一种基于扰动估计补偿的永磁同步电机双环无差拍预测控制方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107450041A (zh) * 2017-06-30 2017-12-08 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 用于同步电机的电流传感器故障诊断方法、装置及变频器
CN107786140A (zh) * 2017-08-14 2018-03-09 湖南工业大学 一种考虑失磁故障的鲁棒容错预测控制方法及装置
CN110165951A (zh) * 2019-04-22 2019-08-23 浙江工业大学 一种基于扰动估计补偿的永磁同步电机双环无差拍预测控制方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114421840A (zh) * 2021-12-30 2022-04-29 中联重科建筑起重机械有限责任公司 用于塔机的控制方法、装置、控制器、塔机及存储介质
CN114421840B (zh) * 2021-12-30 2024-03-26 中联重科建筑起重机械有限责任公司 用于塔机的控制方法、装置、控制器、塔机及存储介质

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