CN111600526B - 伺服电机驱动控制方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种伺服电机驱动控制方法、装置、电子设备及存储介质。该伺服电机驱动控制方法，包括以下步骤：获取所述伺服电机的目标转速；根据所述目标转速获取对应输出给所述伺服电机的第一驱动电压，并采用所述第一驱动电压对所述伺服电机进行驱动；获取所述伺服电机在第一驱动电压的驱动下的第一实际转速以及第一实际电流值；根据所述第一实际转速、所述第一实际电流值以及所述第一驱动电压计算出目标驱动电压，以使得所述伺服电机达到所述目标转速。本申请可以提高转速的精确度，避免由于伺服电机老化造成的误差。

Description

伺服电机驱动控制方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本申请涉及伺服电机控制技术领域，具体而言，涉及一种伺服电机驱动控制方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
伺服电机也即是永磁同步电动机广泛应用于各种领域，作为动力源进行动力输出，例如，在汽车、智能机器人以及传送机构等领域。
目前常见的驱动器转速控制指令接口，均采用模拟量指令接口，即上位机通过发送一模拟量信号，如发送电压值为-10V～+10V的模拟量信号来线性地控制伺服电机的转速(如-3000rpm～3000rpm)。
现有技术中，由于电机老化或者其他各种误差导致提供给伺服电机的驱动电压得到的实际转速与目标转速误差较大。
因此，现有技术急需存在缺陷，急需改进。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种伺服电机驱动控制方法、装置、电子设备及存储介质，可以提高转速的准确度。
第一方面，本申请实施例提供了一种伺服电机驱动控制方法，包括以下步骤：
获取所述伺服电机的目标转速；
根据所述目标转速获取对应输出给所述伺服电机的第一驱动电压，并采用所述第一驱动电压对所述伺服电机进行驱动；
获取所述伺服电机在第一驱动电压的驱动下的第一实际转速以及第一实际电流值；
根据所述第一实际转速、所述第一实际电流值以及所述第一驱动电压计算出目标驱动电压，以使得所述伺服电机达到所述目标转速。
可选地，在本申请实施例所述的伺服电机驱动控制方法中，所述根据所述第一实际转速、所述第一实际电流值以及所述第一驱动电压计算出目标驱动电压，以使得所述伺服电机达到所述目标转速的步骤包括：
根据所述第一实际转速以及所述目标转速计算转速差值；
根据所述第一实际电流值、所述第一驱动电压以及所述转速差值计算所述伺服电机的老化程度，以得到对应的老化程度系数；
根据所述老化程度系数对所述第一驱动电压进行优化，以得到目标驱动电压。
可选地，在本申请实施例所述的伺服电机驱动控制方法中，所述根据所述第一实际电流值、所述第一驱动电压以及所述转速差值计算所述伺服电机的老化程度，以得到对应的老化程度系数的步骤包括：
获取预设网络模型；
将所述第一实际电流值、所述第一驱动电压以及所述转速差值输入所述预设网络模型，以得到对应的老化程度系数。
可选地，在本申请实施例所述的伺服电机驱动控制方法中，所述获取预设网络模型的步骤包括：
获取历史网络模型；
根据预设时间段内的历史数据样本对所述历史网络模型进行优化，以得到预设网络模型，所述历史数据样本包括以当前时间为终点的预设时间段内的多个数据样本，每一数据样本包括第一实际电流值、第一驱动电压、转速差值及对应的老化程度系数。
可选地，在本申请实施例所述的伺服电机驱动控制方法中，所述获取所述伺服电机在第一驱动电压的驱动下的第一实际转速，包括：
获取所述伺服电机的角速度传感器在第一预设时长内上传的多个第一转速值；
根据所述多个第一转速值计算所述伺服电机的第一实际转速。
第二方面，本申请实施例还提供了一种伺服电机驱动控制装置，包括：
第一获取模块，用于获取所述伺服电机的目标转速；
第二获取模块，用于根据所述目标转速获取对应输出给所述伺服电机的第一驱动电压，并采用所述第一驱动电压对所述伺服电机进行驱动；
第三获取模块，用于获取所述伺服电机在第一驱动电压的驱动下的第一实际转速以及第一实际电流值；
计算模块，用于根据所述第一实际转速、所述第一实际电流值以及所述第一驱动电压计算出目标驱动电压，以使得所述伺服电机达到所述目标转速。
可选地，在本申请实施例所述的伺服电机驱动控制装置中，所述计算模块包括：
第一计算单元，用于根据所述第一实际转速以及所述目标转速计算转速差值；
第二计算单元，用于根据所述第一实际电流值、所述第一驱动电压以及所述转速差值计算所述伺服电机的老化程度，以得到对应的老化程度系数；
优化单元，用于根据所述老化程度系数对所述第一驱动电压进行优化，以得到目标驱动电压。
可选地，在本申请实施例所述的伺服电机驱动控制装置中，所述优化单元用于：获取预设网络模型；将所述第一实际电流值、所述第一驱动电压以及所述转速差值输入所述预设网络模型，以得到对应的老化程度系数。
第三方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如上述任一所述方法中的步骤。
第四方面，本申请实施例还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时运行如上述任一所述方法中的步骤。
由上可知，本申请实施例通过获取所述伺服电机的目标转速；根据所述目标转速获取对应输出给所述伺服电机的第一驱动电压，并采用所述第一驱动电压对所述伺服电机进行驱动；获取所述伺服电机在第一驱动电压的驱动下的第一实际转速以及第一实际电流值；根据所述第一实际转速、所述第一实际电流值以及所述第一驱动电压计算出目标驱动电压，以使得所述伺服电机达到所述目标转速，从而实现对伺服的驱动电压进行调整及控制，可以提高转速的精确度，避免由于伺服电机老化造成的误差。
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本申请实施例提供的伺服电机驱动控制方法的一种流程图。
图2为本申请实施例提供的伺服电机驱动控制装置的一种结构示意图。
图3为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
请参照图1，图1是本申请一些实施例中的一种伺服电机驱动控制方法的流程图，该伺服电机驱动控制方法包括以下步骤：
S101、获取所述伺服电机的目标转速。
S102、根据所述目标转速获取对应输出给所述伺服电机的第一驱动电压，并采用所述第一驱动电压对所述伺服电机进行驱动。
S103、获取所述伺服电机在第一驱动电压的驱动下的第一实际转速以及第一实际电流值。
S104、根据所述第一实际转速、所述第一实际电流值以及所述第一驱动电压计算出目标驱动电压，以使得所述伺服电机达到所述目标转速。
其中，在该步骤S101中，该目标转速是用户根据实际需求进行输入的值，例如，在对设备进行操作过程中，需要一个预设的档位，该伺服电机就将该预设的档位转化为对应的目标转速。
其中，在该步骤S102中，可以采用预设的转速-驱动电压映射表，在获取目标转速后，直接查询该映射表，即可得到对应的第一驱动电压。该映射表是在伺服电机出厂时，通过多次试验得到，当然，随着不断的使用，伺服电机老化，导致该映射表的准确度降低，在第一驱动电压的驱动下，第一实际转速偏离该目标转速会逐渐拉大。
其中，在该步骤S103中，通过电流检测电路来检测该伺服电机的第一实际电流，当然，也可以通过其他方式检测得到。该第一实际转速可以通过伺服电机自带的转速传感器进行检测。可以理解地，在一些实施例中，在获取第一实际转速时，可以采用以下步骤：获取所述伺服电机的角速度传感器在第一预设时长内上传的多个第一转速值；根据所述多个第一转速值计算所述伺服电机的第一实际转速。
其中，在该步骤S104中，可以根据预设的函数关系或者神经网络模型来计算该目标驱动电压。当然可以理解地，在一些实施例中，该步骤S104包括：S1041、根据所述第一实际转速以及所述目标转速计算转速差值；S1042、根据所述第一实际电流值、所述第一驱动电压以及所述转速差值计算所述伺服电机的老化程度，以得到对应的老化程度系数；S1043、根据所述老化程度系数对所述第一驱动电压进行优化，以得到目标驱动电压。
其中，该老化程度系数用于标识该伺服电机的老化程度，可以结合第一实际电流值、所述第一驱动电压以及所述转速差值并通过预设的函数关系计算得到，或者采用神经网络模型来计算。
其中，该步骤S1042包括以下步骤：获取预设网络模型；将所述第一实际电流值、所述第一驱动电压以及所述转速差值输入所述预设网络模型，以得到对应的老化程度系数。其中，该预设网络模型采用多个样本数据训练得到，每一样本数据均包括实际电流值、驱动电压、转速差值及老化程度系数。
其中，在一些实施例中，该步骤获取预设网络模型的步骤包括：获取历史网络模型；根据预设时间段内的历史数据样本对所述历史网络模型进行优化，以得到预设网络模型，所述历史数据样本包括以当前时间为终点的预设时间段内的多个数据样本，每一数据样本包括第一实际电流值、第一驱动电压、转速差值及对应的老化程度系数。当然，训练时，还可以引入其他参数，在构建初始的神经网络模型时也需要对应的调整。
由上可知，本申请实施例通过获取所述伺服电机的目标转速；根据所述目标转速获取对应输出给所述伺服电机的第一驱动电压，并采用所述第一驱动电压对所述伺服电机进行驱动；获取所述伺服电机在第一驱动电压的驱动下的第一实际转速以及第一实际电流值；根据所述第一实际转速、所述第一实际电流值以及所述第一驱动电压计算出目标驱动电压，以使得所述伺服电机达到所述目标转速，从而实现对伺服的驱动电压进行调整及控制，可以提高转速的精确度，避免由于伺服电机老化造成的误差。
请参照图2，图2是本申请一些实施例中的一种伺服电机驱动控制装置的结构示意图。该装置包括：第一获取模块201、第二获取模块202、第三获取模块203以及计算模块204。
其中，该第一获取模块201用于获取所述伺服电机的目标转速；该目标转速是用户根据实际需求进行输入的值，例如，在对设备进行操作过程中，需要一个预设的档位，该伺服电机就将该预设的档位转化为对应的目标转速。
其中，该第二获取模块202用于根据所述目标转速获取对应输出给所述伺服电机的第一驱动电压并采用所述第一驱动电压对所述伺服电机进行驱动；可以采用预设的转速-驱动电压映射表，在获取目标转速后，直接查询该映射表，即可得到对应的第一驱动电压。该映射表是在伺服电机出厂时，通过多次试验得到，当然，随着不断的使用，伺服电机老化，导致该映射表的准确度降低，在第一驱动电压的驱动下，第一实际转速偏离该目标转速会逐渐拉大。
其中，该第三获取模块203用于获取所述伺服电机在第一驱动电压的驱动下的第一实际转速以及第一实际电流值；通过电流检测电路来检测该伺服电机的第一实际电流，当然，也可以通过其他方式检测得到。该第一实际转速可以通过伺服电机自带的转速传感器进行检测。可以理解地，在一些实施例中，在获取第一实际转速时，可以采用以下步骤：获取所述伺服电机的角速度传感器在第一预设时长内上传的多个第一转速值；根据所述多个第一转速值计算所述伺服电机的第一实际转速。
其中，该计算模块204用于根据所述第一实际转速、所述第一实际电流值以及所述第一驱动电压计算出目标驱动电压，以使得所述伺服电机达到所述目标转速。可以根据预设的函数关系或者神经网络模型来计算该目标驱动电压。计算模块204包括：第一计算单元，用于根据所述第一实际转速以及所述目标转速计算转速差值；第二计算单元，用于根据所述第一实际电流值、所述第一驱动电压以及所述转速差值计算所述伺服电机的老化程度，以得到对应的老化程度系数；优化单元，用于根据所述老化程度系数对所述第一驱动电压进行优化，以得到目标驱动电压。优化单元用于：获取预设网络模型；将所述第一实际电流值、所述第一驱动电压以及所述转速差值输入所述预设网络模型，以得到对应的老化程度系数。
由上可知，本申请实施例通过获取所述伺服电机的目标转速；根据所述目标转速获取对应输出给所述伺服电机的第一驱动电压，并采用所述第一驱动电压对所述伺服电机进行驱动；获取所述伺服电机在第一驱动电压的驱动下的第一实际转速以及第一实际电流值；根据所述第一实际转速、所述第一实际电流值以及所述第一驱动电压计算出目标驱动电压，以使得所述伺服电机达到所述目标转速，从而实现对伺服的驱动电压进行调整及控制，可以提高转速的精确度，避免由于伺服电机老化造成的误差。
请参照图3，图3为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图，本申请提供一种电子设备3，包括：处理器301和存储器302，处理器301和存储器302通过通信总线303和/或其他形式的连接机构（未标出）互连并相互通讯，存储器302存储有处理器301可执行的计算机程序，当计算设备运行时，处理器301执行该计算机程序，以执行时执行上述实施例的任一可选的实现方式中的方法，以实现以下功能：获取所述伺服电机的目标转速；根据所述目标转速获取对应输出给所述伺服电机的第一驱动电压，并采用所述第一驱动电压对所述伺服电机进行驱动；获取所述伺服电机在第一驱动电压的驱动下的第一实际转速以及第一实际电流值；根据所述第一实际转速、所述第一实际电流值以及所述第一驱动电压计算出目标驱动电压，以使得所述伺服电机达到所述目标转速。
本申请实施例提供一种存储介质，所述计算机程序被处理器执行时，执行上述实施例的任一可选的实现方式中的方法。其中，存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器（Static Random AccessMemory, 简称SRAM），电可擦除可编程只读存储器（Electrically Erasable ProgrammableRead-Only Memory, 简称EEPROM），可擦除可编程只读存储器（Erasable ProgrammableRead Only Memory, 简称EPROM），可编程只读存储器（Programmable Red-Only Memory,简称PROM），只读存储器（Read-Only Memory, 简称ROM），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。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 (8)

1.一种伺服电机驱动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取所述伺服电机的目标转速；
根据所述目标转速获取对应输出给所述伺服电机的第一驱动电压，并采用所述第一驱动电压对所述伺服电机进行驱动；
获取所述伺服电机在第一驱动电压的驱动下的第一实际转速以及第一实际电流值；
根据所述第一实际转速、所述第一实际电流值以及所述第一驱动电压计算出目标驱动电压，以使得所述伺服电机达到所述目标转速，所述根据所述第一实际转速、所述第一实际电流值以及所述第一驱动电压计算出目标驱动电压，以使得所述伺服电机达到所述目标转速的步骤包括：
根据所述第一实际转速以及所述目标转速计算转速差值；
根据所述第一实际电流值、所述第一驱动电压、所述转速差值，以及预设的函数关系或者神经网络模型计算所述伺服电机的老化程度系数；
根据所述老化程度系数对所述第一驱动电压进行优化以得到目标驱动电压。
2.根据权利要求1所述的伺服电机驱动控制方法，其特征在于，所述根据所述第一实际电流值、所述第一驱动电压以及所述转速差值计算所述伺服电机的老化程度，以得到对应的老化程度系数的步骤包括：
获取预设网络模型；
将所述第一实际电流值、所述第一驱动电压以及所述转速差值输入所述预设网络模型，以得到对应的老化程度系数。
3.根据权利要求2所述的伺服电机驱动控制方法，其特征在于，所述获取预设网络模型的步骤包括：
获取历史网络模型；
根据预设时间段内的历史数据样本对所述历史网络模型进行优化，以得到预设网络模型，所述历史数据样本包括以当前时间为终点的预设时间段内的多个数据样本，每一数据样本包括第一实际电流值、第一驱动电压、转速差值及对应的老化程度系数。
4.根据权利要求1所述的伺服电机驱动控制方法，其特征在于，所述获取所述伺服电机在第一驱动电压的驱动下的第一实际转速，包括：
获取所述伺服电机的角速度传感器在第一预设时长内上传的多个第一转速值；
根据所述多个第一转速值计算所述伺服电机的第一实际转速。
5.一种伺服电机驱动控制装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取所述伺服电机的目标转速；
第二获取模块，用于根据所述目标转速获取对应输出给所述伺服电机的第一驱动电压，并采用所述第一驱动电压对所述伺服电机进行驱动；
第三获取模块，用于获取所述伺服电机在第一驱动电压的驱动下的第一实际转速以及第一实际电流值；
计算模块，用于根据所述第一实际转速、所述第一实际电流值以及所述第一驱动电压计算出目标驱动电压，以使得所述伺服电机达到所述目标转速，所述计算模块包括：
第一计算单元，用于根据所述第一实际转速以及所述目标转速计算转速差值；
第二计算单元，用于根据所述第一实际电流值、所述第一驱动电压、所述转速差值以及预设的函数关系或者神经网络模型计算所述伺服电机的老化程度系数；
优化单元，用于根据所述老化程度系数对所述第一驱动电压进行优化以得到目标驱动电压。
6.根据权利要求5所述的伺服电机驱动控制装置，其特征在于，所述优化单元用于：获取预设网络模型；将所述第一实际电流值、所述第一驱动电压以及所述转速差值输入所述预设网络模型，以得到对应的老化程度系数。
7.一种电子设备，其特征在于，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如权利要求1-4任一所述方法中的步骤。
8.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时运行如权利要求1-4任一所述方法中的步骤。
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