CN114285343B - 用于三自惯组产品的旋转机构多圈转动控制方法及系统 - Google Patents

用于三自惯组产品的旋转机构多圈转动控制方法及系统 Download PDF

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CN114285343B CN202111588690.3A CN202111588690A CN114285343B CN 114285343 B CN114285343 B CN 114285343B CN 202111588690 A CN202111588690 A CN 202111588690A CN 114285343 B CN114285343 B CN 114285343B
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Abstract

本发明公开了用于三自惯组产品的旋转机构多圈转动控制方法及系统，通过获取绝对式反馈元件在第k个采样周期的输出值
Figure DDA0003428989300000011
以及第k‑1个采样周期的输出值
Figure DDA0003428989300000012
并确定旋转机构在第k个采样周期的旋转方向以及旋转的圈数q；计算绝对式反馈元件在第k个采样周期的输出值
Figure DDA0003428989300000013
以及第k‑1个采样周期的输出值
Figure DDA0003428989300000014
之间的差值Δθk‑1,k，根据差值Δθk‑1,k、旋转机构在第k个采样周期的旋转方向以及旋转的圈数q确定在第k‑1个采样周期至第k个采样周期时段旋转机构的旋转角度的实际增量
Figure DDA0003428989300000015
根据第k‑1个采样周期的系统反馈角度
Figure DDA0003428989300000016
以及实际增量
Figure DDA0003428989300000017
计算第k个采样周期的系统反馈角度
Figure DDA0003428989300000018
将系统反馈角度
Figure DDA0003428989300000019
与目标角度θ*进行比较，并根据比较结果对旋转机构进行控制。本发明能实现三自惯组产品的旋转机构多圈转动的准确控制。

Description

用于三自惯组产品的旋转机构多圈转动控制方法及系统
技术领域
本发明涉及三自惯组产品的电机控制技术领域，尤其一种用于三自惯组产品的旋转机构多圈转动控制方法及系统。
背景技术
三自惯组在实现常规捷联惯组的功能基础上，自带旋转机构，锁紧机构和高速数字处理电路，接收飞控机或测发控设备的控制指令，实现捷联惯组在线自标定、自对准、自检测功能，为减小部队使用维护难度，提高部队机动作战能力提供了有力的保障。
旋转机构系统在导弹系统的三自惯组产品中必不可少。目前，应用于三自惯组产品的系统的旋转机构反馈元件多使用绝对式光栅或旋转变压器。绝对式反馈元件能输出旋转机构的绝对位置，在控制系统中可以直接使用绝对式反馈元件的输出作为反馈角。由于绝对式反馈元件的测量角度的范围为0-360°，导致这种以绝对式反馈元件的输出作为反馈角的控制方法只适用于转动范围不超过360°的旋转机构，而不能适用于转动范围超过360°的旋转机构。
目前大部分的三自惯组产品在自标定、自对准和自检测时不需要旋转机构转动范围超过360°，但是随着惯组产品不断的改进，已有部分产品提出了旋转机构转动超过360°甚至转动多圈的要求。目前通用的三自惯组旋转机构单圈转动策略已无法满足产品的要求，因此，如何实现三自惯组旋转机构的多圈控制已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供了用于三自惯组产品的旋转机构多圈转动控制方法及系统，用于解决通用的三自惯组旋转机构单圈转动策略实现三自惯组旋转机构的多圈控制的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种用于三自惯组产品的旋转机构多圈转动控制方法，所述三自惯组产品采用绝对式反馈元件测量其旋转机构的绝对角度，所述绝对式反馈元件的输出值为其测量的旋转机构的绝对角度，包括以下步骤：
在系统初始化时，获取绝对式反馈元件在初始时刻t0的输出值
Figure BDA0003428989280000011
作为控制系统的反馈角度/>
Figure BDA0003428989280000012
对于系统初始化后的任意第k个采样周期，均执行以下步骤：
获取绝对式反馈元件在第k个采样周期的输出值
Figure BDA0003428989280000013
以及第k-1个采样周期的输出值/>
Figure BDA0003428989280000014
并确定所述旋转机构在第k个采样周期的旋转方向以及旋转的圈数q；
计算绝对式反馈元件在第k个采样周期的输出值
Figure BDA0003428989280000021
以及第k-1个采样周期的输出值/>
Figure BDA0003428989280000022
之间的差值Δθk-1,k，根据所述差值Δθk-1,k、所述旋转机构在第k个采样周期的旋转方向以及旋转的圈数q确定在第k-1个采样周期至第k个采样周期时段所述旋转机构的旋转角度的实际增量/>
Figure BDA0003428989280000023
根据第k-1个采样周期的系统反馈角度
Figure BDA0003428989280000024
以及所述实际增量/>
Figure BDA0003428989280000025
计算第k个采样周期的系统反馈角度/>
Figure BDA0003428989280000026
将所述系统反馈角度
Figure BDA0003428989280000027
与目标角度θ*进行比较，并根据比较结果对所述旋转机构进行控制。
优选的，根据所述差值Δθk-1,k、所述旋转机构在第k个采样周期的旋转方向以及旋转的圈数q确定在第k-1个采样周期至第k个采样周期时段所述旋转机构的旋转角度的实际增量
Figure BDA0003428989280000028
通过以下公式实现：
若所述旋转机构在第k个采样周期的旋转方向为正向旋转，则
Figure BDA0003428989280000029
若所述旋转机构在第k个采样周期的旋转方向为正向旋转，则
Figure BDA00034289892800000210
优选的，根据第k-1个采样周期的系统反馈角度
Figure BDA00034289892800000211
以及所述实际增量/>
Figure BDA00034289892800000212
计算第k个采样周期的系统反馈角度/>
Figure BDA00034289892800000213
通过以下公式实现：
Figure BDA00034289892800000214
优选的，将所述系统反馈角度
Figure BDA00034289892800000215
与目标角度θ*进行比较，并根据比较结果对所述旋转机构进行控制，包括以下步骤：
计算所述系统反馈角度
Figure BDA00034289892800000216
与目标角度θ*之间的差值Δθ*，判断所述差值Δθ*是否大于预设的定位精度阈值，若所述差值Δθ*大于预设的定位精度阈值，判断旋转机构未旋转到目标角度θ*，定位未到位；
根据所述差值Δθ*确定旋转机构转子的目标旋转角速度ω*，并计算目标旋转角速度ω*与采集的所述转子的实时角速度ω之间的差值Δω*，并根据所述差值Δω*确定所述旋转机构的目标q轴电流iq *以及目标d轴电流id *；
采集所述定旋转机构定子的实时三相电流，并利用Clarke变换以及Park变换将所述三相电流转换成实时q轴电流iq以及实时d轴电流id；
计算所述目标q轴电流iq *与所述实时q轴电流iq之间的差值Δiq *，并根据所述差值Δiq *确定所述旋转机构的目标q轴电压
Figure BDA0003428989280000031
计算所述目标d轴电流iq *与所述实时d轴电流id之间的差值Δid *，并根据所述差值Δid *确定所述旋转机构的目标d轴电压/>
Figure BDA0003428989280000032
将所述旋转机构的目标q轴电压
Figure BDA0003428989280000033
以及目标d轴电压/>
Figure BDA0003428989280000034
经过IPark变换，得到定子静止两相系统中的目标电压信号/>
Figure BDA0003428989280000035
将所述目标电压信号/>
Figure BDA0003428989280000036
通过所述旋转机构的SVPWM模块转化为PWM电压信号驱动所述旋转机构的功率MOSFET管，控制所述旋转机构的三相逆变器的开关状态，产生可变频率和幅值的三相正弦电流发送给所述旋转机构的定子，以控制所述旋转机构旋转。
优选的，所述绝对式反馈元件为绝对式光栅或旋转变压器。
优选的，当所述绝对式反馈元件为绝对式光栅时，通过统计所述绝对式光栅的过零次数确定所述旋转机构在第k个采样周期的旋转的圈数q。
优选的，在获取到绝对式反馈元件在第k个采样周期的输出值
Figure BDA0003428989280000037
以及第k-1个采样周期的输出值/>
Figure BDA0003428989280000038
后，还包括以下步骤：
构建滤波器对绝对式反馈元件在第k个采样周期的输出值
Figure BDA0003428989280000039
以及第k-1个采样周期的输出值/>
Figure BDA00034289892800000310
进行滤波，当绝对式反馈元件的输出值出现过零现象时，进行过零处理。
优选的，所述滤波器的滤波算法为：
XB_Out为滤波器输出；XB_In、XB-In1分别为滤波器当前输入、前1个周期输入；
a0、a1为滤波器的经验参数。
优选的，所述过零处理具体为：
比较滤波器中的输入值
Figure BDA00034289892800000311
和/>
Figure BDA00034289892800000312
的大小，判断二者中的较小值是否小于绝对式光栅的标定下限，且二者中的较大值是否大于绝对式光栅的标定上限，若二者中的较小值小于绝对式光栅的标定下限，且二者中的较大值大于绝对式光栅的标定上限，则将二者中的较小值加360°。
一种计算机系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明中的用于三自惯组产品的旋转机构多圈转动控制方法及系统，通过获取绝对式反馈元件在第k个采样周期的输出值
Figure BDA0003428989280000041
以及第k-1个采样周期的输出值/>
Figure BDA0003428989280000042
并确定所述旋转机构在第k个采样周期的旋转方向以及旋转的圈数q；计算绝对式反馈元件在第k个采样周期的输出值/>
Figure BDA0003428989280000043
以及第k-1个采样周期的输出值/>
Figure BDA0003428989280000044
之间的差值Δθk-1,k，根据所述差值Δθk-1,k、所述旋转机构在第k个采样周期的旋转方向以及旋转的圈数q确定在第k-1个采样周期至第k个采样周期时段所述旋转机构的旋转角度的实际增量
Figure BDA0003428989280000045
根据第k-1个采样周期的系统反馈角度/>
Figure BDA0003428989280000046
以及所述实际增量/>
Figure BDA0003428989280000047
计算第k个采样周期的系统反馈角度/>
Figure BDA0003428989280000048
将所述系统反馈角度/>
Figure BDA0003428989280000049
与目标角度θ*进行比较，并根据比较结果对所述旋转机构进行控制。本发明能实现三自惯组产品的旋转机构多圈转动的准确控制。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例中的滤波器的处理流程图；
图2是本发明优选实施例中的电流环控制的处理流程图；
图3是本发明优选实施例中的速度环控制的处理流程图；
图4是本发明优选实施例中的位置环控制的处理流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例一：
本实施中公开了一种用于三自惯组产品的旋转机构多圈转动控制方法，所述三自惯组产品采用绝对式反馈元件测量其旋转机构的绝对角度，所述绝对式反馈元件的输出值为其测量的旋转机构的绝对角度，包括以下步骤：
在系统初始化时，获取绝对式反馈元件在初始时刻t0的输出值
Figure BDA00034289892800000410
作为控制系统的反馈角度/>
Figure BDA00034289892800000411
对于系统初始化后的任意第k个采样周期，均执行以下步骤：
获取绝对式反馈元件在第k个采样周期的输出值
Figure BDA00034289892800000412
以及第k-1个采样周期的输出值/>
Figure BDA00034289892800000413
并确定所述旋转机构在第k个采样周期的旋转方向以及旋转的圈数q；
计算绝对式反馈元件在第k个采样周期的输出值
Figure BDA0003428989280000051
以及第k-1个采样周期的输出值/>
Figure BDA0003428989280000052
之间的差值Δθk-1,k，根据所述差值Δθk-1,k、所述旋转机构在第k个采样周期的旋转方向以及旋转的圈数q确定在第k-1个采样周期至第k个采样周期时段所述旋转机构的旋转角度的实际增量/>
Figure BDA0003428989280000053
根据第k-1个采样周期的系统反馈角度
Figure BDA0003428989280000054
以及所述实际增量/>
Figure BDA0003428989280000055
计算第k个采样周期的系统反馈角度/>
Figure BDA0003428989280000056
将所述系统反馈角度
Figure BDA0003428989280000057
与目标角度θ*进行比较，并根据比较结果对所述旋转机构进行控制。
此外，在本实施例中，一种计算机系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
本发明中的用于三自惯组产品的旋转机构多圈转动控制方法及系统，通过获取绝对式反馈元件在第k个采样周期的输出值
Figure BDA0003428989280000058
以及第k-1个采样周期的输出值/>
Figure BDA0003428989280000059
并确定所述旋转机构在第k个采样周期的旋转方向以及旋转的圈数q；计算绝对式反馈元件在第k个采样周期的输出值/>
Figure BDA00034289892800000510
以及第k-1个采样周期的输出值/>
Figure BDA00034289892800000511
之间的差值Δθk-1,k，根据所述差值Δθk-1,k、所述旋转机构在第k个采样周期的旋转方向以及旋转的圈数q确定在第k-1个采样周期至第k个采样周期时段所述旋转机构的旋转角度的实际增量/>
Figure BDA00034289892800000512
根据第k-1个采样周期的系统反馈角度/>
Figure BDA00034289892800000513
以及所述实际增量/>
Figure BDA00034289892800000514
计算第k个采样周期的系统反馈角度/>
Figure BDA00034289892800000515
将所述系统反馈角度/>
Figure BDA00034289892800000516
与目标角度θ*进行比较，并根据比较结果对所述旋转机构进行控制。本发明能实现三自惯组产品的旋转机构多圈转动的准确控制。
实施例二：
实施例二是实施例一的优选实施例，其与实施例一的不同之处在于，对用于三自惯组产品的旋转机构多圈转动控制方法的具体步骤进行了细化：
在本实施例中，旋转机构具体为三相无刷力矩电机，基于此，公开的用于三自惯组产品的旋转机构多圈转动控制方法，具体包括以下步骤：
在系统初始化时，获取绝对式反馈元件的输出值
Figure BDA00034289892800000517
作为控制系统的反馈角度/>
Figure BDA00034289892800000518
对于系统初始化后的任意第k个采样周期，均执行以下步骤：
S1、获取绝对式反馈元件在第k个采样周期的输出值
Figure BDA0003428989280000061
以及第k-1个采样周期的输出值/>
Figure BDA0003428989280000062
其中，绝对式反馈元件为绝对式光栅或旋转变压器，在本实施例中优选绝对式光栅；
S2、构建滤波器对绝对式反馈元件在第k个采样周期的输出值
Figure BDA0003428989280000063
以及第k-1个采样周期的输出值/>
Figure BDA0003428989280000064
进行滤波，当绝对式反馈元件的输出值出现过零现象时，进行过零处理。
其中，构建的滤波器包括滤波单元以及过零处理单元；构建的滤波器的处理流程如图1所示；
其中，滤波单元输入为绝对式反馈元件在第k个采样周期的输出值
Figure BDA0003428989280000065
以及第k-1个采样周期的输出值/>
Figure BDA0003428989280000066
输出为限波后的内外环光栅值。
滤波算法如下：
XB_Out＝a0×XB_In+a1×XB_In1
XB_Out：滤波器输出；XB_In、XB_In1：滤波器当前输入、前1个周期输入；
a0、a1：滤波器参数。
其中，过零处理单元的输入为参与滤波运算的2个数据，输出为过零处理后的2个数据。
过零处理具体为：比较滤波器中的输入值
Figure BDA0003428989280000067
和/>
Figure BDA0003428989280000068
的大小，判断二者中的较小值是否小于绝对式光栅的标定下限，且二者中的较大值是否大于绝对式光栅的标定上限，若二者中的较小值小于绝对式光栅的标定下限，且二者中的较大值大于绝对式光栅的标定上限，则将二者中的较小值加360°。
其中，绝对式光栅的标定下限为0.36°，绝对式光栅的标定上限为359.64°
S3、确定所述旋转机构在第k个采样周期的旋转方向以及旋转的圈数q；
其中，当所述绝对式反馈元件为绝对式光栅时，通过统计所述绝对式光栅的过零次数确定所述旋转机构在第k个采样周期的旋转的圈数q。
S4、计算绝对式反馈元件在第k个采样周期的输出值
Figure BDA0003428989280000069
以及第k-1个采样周期的输出值/>
Figure BDA00034289892800000610
之间的差值Δθk-1,k；
S5、根据所述差值Δθk-1,k、所述旋转机构在第k个采样周期的旋转方向以及旋转的圈数q确定在第k-1个采样周期至第k个采样周期时段所述旋转机构的旋转角度的实际增量
Figure BDA00034289892800000611
若所述旋转机构在第k个采样周期的旋转方向为正向旋转，则
Figure BDA00034289892800000612
若所述旋转机构在第k个采样周期的旋转方向为正向旋转，则
Figure BDA00034289892800000613
S6、根据第k-1个采样周期的系统反馈角度
Figure BDA0003428989280000071
以及所述实际增量/>
Figure BDA0003428989280000072
计算第k个采样周期的系统反馈角度/>
Figure BDA0003428989280000073
Figure BDA0003428989280000074
S7、计算所述系统反馈角度
Figure BDA0003428989280000075
与目标角度θ*之间的差值Δθ*，判断所述差值Δθ*是否大于预设的定位精度阈值：
A、若所述差值Δθ*小于预设的定位精度阈值，判断旋转机构旋转到目标角度θ*，定位到位，控制所述旋转机构停止旋转。
B、若所述差值Δθ*大于预设的定位精度阈值，判断旋转机构未旋转到目标角度θ*，定位未到位；则根据所述差值Δθ*对所述位置进行PID控制，其中，所述PID控制包括电流环控制、速度环控制以及位置环控制，采用Id＝0(D轴给定电流为0)的矢量控制策略对电流环进行控制。具体步骤如下：
B1、根据所述差值Δθ*确定旋转机构转子的目标旋转角速度ω*，并计算目标旋转角速度ω*与采集的所述转子的实时角速度ω之间的差值Δθ*，并根据所述差值Δθ*确定所述旋转机构的目标q轴电流iq *以及目标d轴电流id *；
B2、采集所述定旋转机构定子的实时三相电流，并利用Clarke变换以及Park变换将所述三相电流转换成实时q轴电流iq以及实时d轴电流id；
即，经过Clarke变换，将采集到的三相静止abc坐标系下实时三相电流ia、ib、ic转换为两相静止α-β坐标系下电流iα、iβ；经过Park变换，将两相静止α-β坐标系下电流iα、iβ转换为两相旋转d-q旋转坐标系下的实时q轴电流iq以及实时d轴电流id。
其中，Clarke变换计算公式如下：
Figure BDA0003428989280000076
Figure BDA0003428989280000077
其中，Park变换计算公式如下：
id＝iα×cosθ+iβ×sinθ
iq＝-iα×sinθ+iβ×cosθ
θ:电机电角度
B3、计算所述目标q轴电流iq *与所述实时q轴电流iq之间的差值Δiq *，并根据所述差值Δiq *确定所述旋转机构的目标q轴电压
Figure BDA0003428989280000081
计算所述目标d轴电流iq *与所述实时d轴电流id之间的差值Δid *，并根据所述差值Δid *确定所述旋转机构的目标d轴电压/>
Figure BDA0003428989280000082
其中，根据所述差值Δiq *确定所述旋转机构的目标q轴电压
Figure BDA0003428989280000083
并根据所述差值Δid *确定所述旋转机构的目标d轴电压/>
Figure BDA0003428989280000084
通过以下公式实现：
u* d＝(i* d-id)×ωe×Ld
u* q＝(i* q+iq)×Rs+ωe×ψ
ωe：电角速度；
Rs：定子相电阻；
Ld：D轴等效电感；
ψ：电机转子磁链。
B4、将所述旋转机构的目标q轴电压
Figure BDA0003428989280000085
以及目标d轴电压/>
Figure BDA0003428989280000086
经过IPark变换，得到定子静止两相系统中的目标电压信号/>
Figure BDA0003428989280000087
其中，IPark变换公式为：
u* α＝u* d×cosθ-u* q×sinθ
u* β＝u* d×sinθ+u* q×cosθ
B5、将所述目标电压信号
Figure BDA0003428989280000088
通过所述旋转机构的SVPWM模块转化为PWM电压信号(即获得A、B、C三相PWM占空比)驱动所述旋转机构的功率MOSFET管，控制所述旋转机构的三相逆变器的开关状态，产生可变频率和幅值的三相正弦电流发送给所述旋转机构的定子，以控制所述旋转机构旋转。
在本实施例中，如图2所示，采用Id＝0(D轴给定电流为0)的矢量控制策略对电流环进行控制，
在本实施例中，如图3所示，系统当处于定位模式时，速度环的输入为位置环输出；当处于匀速转动时，速度环的输入为速度规划后的速度指令，然后采用PID控制算法，计算获得电流环Q轴给定值。
在本实施例中，如图4所示，位置环控制采用P控制算法，根据当前给定角度和反馈角度，计算获得位置环输出。当处于规划运行阶段时，给定角度为规划的实时角度。当不处于规划运行阶段时，若使能状态或者规划参数还未完成状态，给定角度为当前角度，即保持当前位置；若已定位完成，给定角度为定位指令设定值。反馈角度为光栅实时值。
为验证本发明控制方法的稳定性和精确性，将本发明中的控制方法与现有的单圈控制策略进行比对，比对结果如表1所示：
附表1不同控制策略下旋转机构定位稳定性测试记录表
Figure BDA0003428989280000091
从表1可知，该策略在满足三自惯组旋转机构定位稳定性精度的同时，除能适用于三自惯组旋转机构转动超过360°甚至转动多圈要求，同时适用于目前三自惯组单圈转动系统。
综上所述，用于三自惯组产品的旋转机构多圈转动控制方法，在系统初始化时，采用绝对式反馈元件的输出值作为控制系统的反馈角度；后续过程采用当前控制系统的反馈角度加上前后两个采用周期绝对式反馈元件的输出值的增量作为控制系统的实时反馈角度。三自惯组旋转机构正转时增量为正，反馈角度增加；三自惯组旋转机构反转时增量为负，反馈角度减小。与目前三自惯组旋转机构单圈转动策略相比，多圈转动策略不再对定位角是否在(0,360)进行判断，保证系统给定角度和反馈角度在计算方法上的一致性，实现三自惯组旋转机构的多圈转动，经三自惯组产品试验验证，该策略在满足三自惯组旋转机构转动超过360°甚至转动多圈要求的同时适用于目前三自惯组单圈转动系统。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于三自惯组产品的旋转机构多圈转动控制方法，所述三自惯组产品采用绝对式反馈元件测量其旋转机构的绝对角度，所述绝对式反馈元件的输出值为其测量的旋转机构的绝对角度，其特征在于，包括以下步骤：
在系统初始化时，获取绝对式反馈元件在初始时刻t0的输出值
Figure FDA0003428989270000011
作为控制系统的反馈角度/>
Figure FDA0003428989270000012
对于系统初始化后的任意第k个采样周期，均执行以下步骤：
获取绝对式反馈元件在第k个采样周期的输出值
Figure FDA0003428989270000013
以及第k-1个采样周期的输出值
Figure FDA0003428989270000014
并确定所述旋转机构在第k个采样周期的旋转方向以及旋转的圈数q；
计算绝对式反馈元件在第k个采样周期的输出值
Figure FDA0003428989270000015
以及第k-1个采样周期的输出值
Figure FDA0003428989270000016
之间的差值Δθk-1,k，根据所述差值Δθk-1,k、所述旋转机构在第k个采样周期的旋转方向以及旋转的圈数q确定在第k-1个采样周期至第k个采样周期时段所述旋转机构的旋转角度的实际增量/>
Figure FDA0003428989270000017
根据第k-1个采样周期的系统反馈角度
Figure FDA0003428989270000018
以及所述实际增量/>
Figure FDA0003428989270000019
计算第k个采样周期的系统反馈角度/>
Figure FDA00034289892700000110
将所述系统反馈角度
Figure FDA00034289892700000111
与目标角度θ*进行比较，并根据比较结果对所述旋转机构进行控制。
2.根据权利要求1所述的用于三自惯组产品的旋转机构多圈转动控制方法，其特征在于，根据所述差值Δθk-1,k、所述旋转机构在第k个采样周期的旋转方向以及旋转的圈数q确定在第k-1个采样周期至第k个采样周期时段所述旋转机构的旋转角度的实际增量
Figure FDA00034289892700000112
通过以下公式实现：
若所述旋转机构在第k个采样周期的旋转方向为正向旋转，则
Figure FDA00034289892700000113
若所述旋转机构在第k个采样周期的旋转方向为正向旋转，则
Figure FDA00034289892700000114
3.根据权利要求2所述的用于三自惯组产品的旋转机构多圈转动控制方法，其特征在于，根据第k-1个采样周期的系统反馈角度
Figure FDA00034289892700000115
以及所述实际增量/>
Figure FDA00034289892700000116
计算第k个采样周期的系统反馈角度/>
Figure FDA00034289892700000117
通过以下公式实现：
Figure FDA00034289892700000118
4.根据权利要求3所述的用于三自惯组产品的旋转机构多圈转动控制方法，其特征在于，将所述系统反馈角度
Figure FDA0003428989270000021
与目标角度θ*进行比较，并根据比较结果对所述旋转机构进行控制，包括以下步骤：
计算所述系统反馈角度
Figure FDA0003428989270000022
与目标角度θ*之间的差值Δθ*，判断所述差值Δθ*是否大于预设的定位精度阈值，若所述差值Δθ*大于预设的定位精度阈值，判断旋转机构未旋转到目标角度θ*，定位未到位；
根据所述差值Δθ*确定旋转机构转子的目标旋转角速度ω*，并计算目标旋转角速度ω*与采集的所述转子的实时角速度ω之间的差值Δω*，并根据所述差值Δω*确定所述旋转机构的目标q轴电流iq *以及目标d轴电流id *；
采集所述定旋转机构定子的实时三相电流，并利用Clarke变换以及Park变换将所述三相电流转换成实时q轴电流iq以及实时d轴电流id；
计算所述目标q轴电流iq *与所述实时q轴电流iq之间的差值Δiq *，并根据所述差值Δiq *确定所述旋转机构的目标q轴电压
Figure FDA0003428989270000029
计算所述目标d轴电流iq *与所述实时d轴电流id之间的差值Δid *，并根据所述差值Δid *确定所述旋转机构的目标d轴电压/>
Figure FDA0003428989270000023
将所述旋转机构的目标q轴电压
Figure FDA0003428989270000024
以及目标d轴电压/>
Figure FDA0003428989270000025
经过IPark变换，得到定子静止两相系统中的目标电压信号/>
Figure FDA0003428989270000026
将所述目标电压信号/>
Figure FDA0003428989270000027
通过所述旋转机构的SVPWM模块转化为PWM电压信号驱动所述旋转机构的功率MOSFET管，控制所述旋转机构的三相逆变器的开关状态，产生可变频率和幅值的三相正弦电流发送给所述旋转机构的定子，以控制所述旋转机构旋转。
5.根据权利要求2所述的用于三自惯组产品的旋转机构多圈转动控制方法，其特征在于，所述绝对式反馈元件为绝对式光栅或旋转变压器。
6.根据权利要求1所述的用于三自惯组产品的旋转机构多圈转动控制方法，其特征在于，当所述绝对式反馈元件为绝对式光栅时，通过统计所述绝对式光栅的过零次数确定所述旋转机构在第k个采样周期的旋转的圈数q。
7.根据权利要求1所述的用于三自惯组产品的旋转机构多圈转动控制方法，其特征在于，在获取到绝对式反馈元件在第k个采样周期的输出值
Figure FDA0003428989270000028
以及第k-1个采样周期的输出值/>
Figure FDA0003428989270000031
后，还包括以下步骤：
构建滤波器对绝对式反馈元件在第k个采样周期的输出值
Figure FDA0003428989270000032
以及第k-1个采样周期的输出值/>
Figure FDA0003428989270000033
进行滤波，当绝对式反馈元件的输出值出现过零现象时，进行过零处理。
8.根据权利要求7所述的用于三自惯组产品的旋转机构多圈转动控制方法，其特征在于，所述滤波器的滤波算法为：
XB_Out＝a0×XB_In+a1×XB_In1
XB_Out为滤波器输出；XB_In、XB_In1分别为滤波器当前输入、前1个周期输入；
a0、a1为滤波器的经验参数。
9.根据权利要求7所述的用于三自惯组产品的旋转机构多圈转动控制方法，其特征在于，所述过零处理具体为：
比较滤波器中的输入值
Figure FDA0003428989270000034
和/>
Figure FDA0003428989270000035
的大小，判断二者中的较小值是否小于绝对式光栅的标定下限，且二者中的较大值是否大于绝对式光栅的标定上限，若二者中的较小值小于绝对式光栅的标定下限，且二者中的较大值大于绝对式光栅的标定上限，则将二者中的较小值加360°。
10.一种计算机系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至9任一所述方法的步骤。
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