CN114421846A - 一种伺服驱动器速度反馈采样延时减少的方法 - Google Patents

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曹祥
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王贤福
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    • H—ELECTRICITY
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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Abstract

本发明公开了一种伺服驱动器速度反馈采样延时减少的方法，包括如下步骤，高性能伺服驱动器通常搭配总线式绝对值编码器，总线式绝对值编码器采用数据帧格式发送，一帧数据完整的传输至少需要45us以上。以多摩川总线式绝对值编码器的图1为例，伺服驱动器发出请求信号到总线式绝对值编码器应答信号的完整接收，耗时大于49.5us。

Description

一种伺服驱动器速度反馈采样延时减少的方法
技术领域
本发明涉及高性能伺服驱动器技术领域，具体为一种伺服驱动器速度反馈采样延时减少的方法。
背景技术
随着科技水平的提高，使机床和工业机器人得到了大规模的应用，这同时对其所需核心零部件之一的伺服驱动器，提出了更高的性能要求。高性能伺服驱动器，重要的指标之一就是，速度环高设计带宽，要想实现速度环高设计带宽，就需要减少速度环回路的延时。速度环回路延时，主要由速度反馈采样延时、速度环计算延时和速度环输出延时组成。
现有技术中伺服驱动器速度反馈采样延时减少的方法存在的缺陷是：
1、传统的伺服驱动器速度反馈采样延时减少的方安，对于速度反馈采样延时都是一样的，延时为58.5us。
发明内容
本发明的目的在于提供一种伺服驱动器速度反馈采样延时减少的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种伺服驱动器速度反馈采样延时减少的方法，包括如下步骤，高性能伺服驱动器通常搭配总线式绝对值编码器，总线式绝对值编码器采用数据帧格式发送，一帧数据完整的传输至少需要45us以上。以多摩川总线式绝对值编码器的图1为例，伺服驱动器发出请求信号到总线式绝对值编码器应答信号的完整接收，耗时大于49.5us；
编码器的一帧完整的数据包含单圈值、多圈值、其他信息(如报警信息、CRC)，如果仅用于求速度，只使用单圈值信息即可，由图1可得，单圈值信息仅在半个控制周期内就可传输完成，所以，求速度不需要将整帧数据接收完成后再处理，在有用信息(单圈值)接收完成后，即可进行速度求取，能够显著减少速度反馈采样延时，具体方法如下文所述；第一步，在A点伺服驱动器发出请求信号；
第二步，在B点读取单圈值信息，记做位置1；
第三步，在C点伺服驱动器发出请求信号，同时，读取编码器全部信息；
第四步，在D点读取单圈值信息，记做位置2；
第五步，将位置2减去位置1，然后再除以控制周期，即可得到速度。
优选的，所述第三步读取的信息为A点到C点伺服控制周期为62.5us。
优选的，所述第五步中得到延时约为27.25us，比传统方法延时明显减小。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明打破常规思路，常规思路都是要在一帧数据完整接收完成后，再进行数据处理；本发明则是在有用数据接收完成后(编码器单圈值接收完成，但整帧数据还未接收完成)，即进行数据处理(速度计算)，使用本发明可实现本周期内速度反馈采样更新，提高了速度反馈的实时性。
2、本发明无需改动现有硬件，在原有的基础上，仅靠软件改变采样方式和数据处理方式，即可减少速度反馈采样延时，速度反馈采样延时的减小，将显著提高伺服驱动器速度环的带宽，从而使伺服驱动器拥有更高的性能。
附图说明
图1为本发明的主流伺服驱动器速度环控制周期图；
图2为本发明的传统速度反馈采样方案1图；
图3为本发明的传统速度反馈采样方案2图；
图4为本发明的传统速度反馈采样方案图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，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。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1、图2、图3和图4，本发明提供的一种实施例：一种伺服驱动器速度反馈采样延时减少的方法，其特征在于：包括如下步骤，高性能伺服驱动器通常搭配总线式绝对值编码器，总线式绝对值编码器采用数据帧格式发送，一帧数据完整的传输至少需要45us以上。以多摩川总线式绝对值编码器的图1为例，伺服驱动器发出请求信号到总线式绝对值编码器应答信号的完整接收，耗时大于49.5us；
编码器的一帧完整的数据包含单圈值、多圈值、其他信息(如报警信息、CRC)，如果仅用于求速度，只使用单圈值信息即可，由图1可得，单圈值信息仅在半个控制周期内就可传输完成，所以，求速度不需要将整帧数据接收完成后再处理，在有用信息(单圈值)接收完成后，即可进行速度求取，能够显著减少速度反馈采样延时。
实施例一，请参阅图4所示：
第一步，在A点伺服驱动器发出请求信号；
第二步，在B点读取单圈值信息，记做位置1；
第三步，在C点伺服驱动器发出请求信号，同时，读取编码器全部信息；
第四步，在D点读取单圈值信息，记做位置2；
第五步，将位置2减去位置1，然后再除以控制周期，即可得到速度。
所述第三步读取的信息为A点到C点伺服控制周期为62.5us。
所述第五步中得到延时约为27.25us，比传统方法延时明显减小。
实施例二，请参阅图2所示：
第一步，在A点伺服驱动器发出请求信号；
第二步，在B点伺服驱动器发出请求信号，同时，读取位置信息，记做位置1；
第三步，在C点伺服驱动器发出请求信号，同时，读取位置信息，记做位置2。
第四步，位置2减去位置1，然后再除以控制周期，即可得速度，从图2中，可看出的速度采样延时，记做延时1。
实施例三，请参阅图3所示：
第一步，在A点伺服驱动器发出请求信号；
第二步，在B点伺服驱动器发出请求信号，同时，读取位置信息，记做位置1；
第三步，在C点伺服驱动器发出请求信号，同时，读取位置信息，记做位置2；
第四步，位置2减去位置1，然后再除以控制周期，即可的速度，从图2中，可看出的速度采样延时，记做延时2。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (3)

1.一种伺服驱动器速度反馈采样延时减少的方法，其特征在于：包括如下步骤，高性能伺服驱动器通常搭配总线式绝对值编码器，总线式绝对值编码器采用数据帧格式发送，一帧数据完整的传输至少需要45us以上；以多摩川总线式绝对值编码器的图1为例，伺服驱动器发出请求信号到总线式绝对值编码器应答信号的完整接收，耗时大于49.5us；
编码器的一帧完整的数据包含单圈值、多圈值、其他信息(如报警信息、CRC)，如果仅用于求速度，只使用单圈值信息即可，由图1可得，单圈值信息仅在半个控制周期内就可传输完成，所以，求速度不需要将整帧数据接收完成后再处理，在有用信息(单圈值)接收完成后，即可进行速度求取，能够显著减少速度反馈采样延时，具体方法如下文所述；
第一步，在A点伺服驱动器发出请求信号；
第二步，在B点读取单圈值信息，记做位置1；
第三步，在C点伺服驱动器发出请求信号，同时，读取编码器全部信息；
第四步，在D点读取单圈值信息，记做位置2；
第五步，将位置2减去位置1，然后再除以控制周期，即可得到速度。
2.根据权利要求1所述的一种伺服驱动器速度反馈采样延时减少的方法，其特征在于：所述第三步读取的信息为A点到C点伺服控制周期为62.5us。
3.根据权利要求1所述的一种伺服驱动器速度反馈采样延时减少的方法，其特征在于：所述第五步中得到延时约为27.25us，比传统方法延时明显减小。
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