CN115224981A - 一种伺服驱动控制方法、控制系统及电机 - Google Patents

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CN115224981A CN202210887825.4A CN202210887825A CN115224981A CN 115224981 A CN115224981 A CN 115224981A CN 202210887825 A CN202210887825 A CN 202210887825A CN 115224981 A CN115224981 A CN 115224981A
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Abstract

本发明提供一种伺服驱动控制方法、控制系统及电机，方法包括：当完成本次指定类型的伺服动作时，基于本次变加速度曲线上的目标终点位置和闸机输出的实际位置之间的偏差值，确定下次的行程补偿速率；根据本次伺服动作对应的位置补偿值和下次的行程补偿速率，获取下次的位置补偿值；根据伺服动作对应的初始目标终点位置和下次的位置补偿值，获取下次目标终点位置；基于下次的目标终点位置，对相应的变加速度曲线进行整体补偿，直至电机终点位置与预设目标位置的误差在可接受范围内。本发明能够根据每个伺服动作的误差情况，实时的更新位置矫正量，确保闸机开/关闸动作的精确性和对环境阻力的适应性。

Description

一种伺服驱动控制方法、控制系统及电机
技术领域
本发明涉及伺服驱动控制领域，更具体地，涉及一种伺服驱动控制方法、控制系统及电机。
背景技术
安检闸机应用中需要伺服闸机具有开/关闸机平滑，且位置精准误差小。然而一般闸机伺服闭环控制中PID(比例微分积分控制器)调节在要求快速响应时间内，很难同时兼顾开/关闸机的位置精确性和动作平滑性。
目前对安检闸机的控制主要有两种方案：A、分段PID控制方法；B、采用复杂观测器算法(如ADRC)，观测伺服动作过程扰动，滤波测量反馈并用跟踪微分器安排过渡过程，来抑制伺服控制超调，提高平滑性。
采用A种控制方案，参数整定复杂，且对伺服动作速度要求不同时，参数整定难度加倍。采用B种控制方案，算法实现复杂，调节参数多，可抑制超调，但不能完全消除。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的在要求快速响应时间内，很难同时兼顾开/关闸机的位置精确性和动作平滑性的技术问题，提供一种伺服驱动控制方法、控制系统及电机。
根据本发明的第一方面，提供了一种伺服驱动控制方法，包括：
当完成本次指定类型的伺服动作时，基于本次变加速度曲线上的目标终点位置和闸机输出的实际位置之间的偏差值，确定下次的行程补偿速率；
根据本次同一指定类型的伺服动作对应的位置补偿值和下次的行程补偿速率，获取下次的位置补偿值；
根据同一指定类型的伺服动作对应的初始目标终点位置和下次的位置补偿值，获取下次目标终点位置；
基于下次的目标终点位置，对下次同一指定类型的伺服动作对应的变加速度曲线进行整体补偿；
直至电机终点位置与预设目标位置的误差在可接受范围内。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以作出如下改进。
可选的，所述变加速度曲线为根据闸机指定类型的伺服动作的运行行程和速度档总时间进行规划得到，所述指定类型的伺服动作包括顺时针开闸、逆时针开闸、顺时针关闸或逆时针关闸。
可选的，所述变加速度曲线包括加速度曲线段、匀速曲线段和减速度曲线段，所述加速度曲线段的运行时间、匀速曲线段的运行时间和减速度曲线段的运行时间不同。
可选的，所述基于本次变加速度曲线上的目标终点位置和闸机输出的实际位置之间的偏差值，确定下次的行程补偿速率，包括：
当所述偏差值落入第一速率范围内时，确定第一行程补偿速率为下次的行程补偿速率；
当所述偏差值落入第二速率范围内时，确定第二行程补偿速率为下次的行程补偿速率；
当当所述偏差值落入第三速率范围内时，确定第三行程补偿速率为下次的行程补偿速率。
可选的，所述行程补偿速率Delta的绝对值
Figure BDA0003766386720000031
ΔError为相应速率范围的上限值和下限值的差值，所述速率补偿值Delta与所述偏差值的符号相反。
可选的，所述根据本次同一指定类型的伺服动作对应的位置补偿值和下次的行程补偿速率，获取下次的位置补偿值，包括：
Compn+1＝Compn+Deltan+1；
其中，Compn+1为下次的位置补偿值，Compn为本次同一指定类型的伺服动作对应的位置补偿值，Deltan+1为下次的行程补偿速率。
可选的，所述根据同一指定类型的伺服动作对应的初始目标终点位置和下次的位置补偿值，获取下次目标终点位置，包括：
当所述偏差值为正时，P目标(n+1)＝P初始-Compn+1；
当所述偏差值为负时，P目标(n+1)＝P初始+Compn+1；
其中，P初始为初始目标终点位置，P目标(n+1)为下次目标终点位置。
可选的，所述基于下次的目标终点位置，对下次同一指定类型的伺服动作对应的变加速度曲线进行整体补偿，包括：
基于下次的目标终点位置，利用位置环和电流环或者利用位置环、速度环和电流环对下次同一指定类型的伺服动作对应的变加速度曲线进行整体平移补偿。
根据本发明的第二方面，提供一种伺服驱动控制系统，包括：
确定模块，用于当完成本次指定类型的伺服动作时，基于本次变加速度曲线上的目标终点位置和闸机输出的实际位置之间的偏差值，确定下次的行程补偿速率；
获取模块，用于根据本次同一指定类型的伺服动作对应的位置补偿值和下次的行程补偿速率，获取下次的位置补偿值；以及根据同一指定类型的伺服动作对应的初始目标终点位置和下次的位置补偿值，获取下次目标终点位置；
补偿模块，用于基于下次的目标终点位置，对下次同一指定类型的伺服动作对应的变加速度曲线进行整体补偿，直至电机终点位置与预设目标位置的误差在可接受范围内。
根据本发明的第三方面，提供了一种电机，所述电机包括电源、伺服驱动系统和驱动机构，所述伺服驱动系统包括编码器，所述伺服驱动系统执行伺服驱动控制方法，并通过所述编码器控制所述驱动机构按照补偿后的变加速度曲线运行。
本发明提供的一种伺服驱动控制方法、控制系统及电机，为适应闸机机械安装阻力随机不平衡性，在伺服动作每次开/关闸过程中统计，分析误差；同时根据每个伺服动作的误差情况，实时的更新位置环矫正量，确保闸机开/关闸动作的精确性和对环境阻力的适应性。
附图说明
图1为PMSM伺服闸机系统拓扑图；
图2为本发明提供的一种伺服驱动控制方法流程图；
图3为变加速度S曲线原理图；
图4为闸机误差矫正示意图；
图5为闭环控制系统框图；
图6为对变加速度S曲线的补偿示意图；
图7为一种伺服驱动控制方法的整体流程图；
图8为本发明提供的一种伺服驱动控制系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在安检闸机伺服控制应用场景中，要求电机摆闸动作平滑稳定且位置精准。因此，必须对闸机动作控制过程进行平滑设计，并在保证动作平滑的基础上有效消除误差，最终实现摆闸动作平滑，闸门停机位置准确，提出了一种伺服驱动控制方案，可应用于永磁同步电机矢量控制伺服，包含且不限于安检闸机、电梯、医疗设备等广泛需要电机平稳准确运行的伺服驱动场景。
其中，为便于描述提出的伺服驱动控制方案，首先对闸机驱动系统的拓扑图进行说明，如图1所示，闸机驱动系统至少由直流电源、PMSM(permanent magnet synchronousmotor，永磁同步电机)驱动系统、减速器传动机构和闸门四部分构成。其中PMSM驱动系统主要由六个开关管组成的逆变器电路、电流采样电阻、正交编码器和PMSM组成。控制器通过采样PMSM三相相电流和正交编码器运行电角度，运行矢量控制FOC算法控制六个开关管的导通或关断，实现闸机系统的驱动。该闸机驱动系统在一定时间内，闸机机械安装阻力没有骤变。
实施例一
一种伺服驱动控制方法，参见图2，该伺服驱动控制方法主要包括如下步骤：
S1，当完成本次指定类型的伺服动作时，基于本次变加速度曲线上的目标终点位置和闸机输出的实际位置之间的偏差值，确定下次的行程补偿速率。
作为实施例，本发明中的变加速度曲线为变加速度S曲线，其为根据闸机指定类型的伺服动作的运行行程和速度档总时间进行规划得到，所述指定类型的伺服动作包括顺时针开闸、逆时针开闸、顺时针关闸或逆时针关闸。
其中，所述变加速度S曲线包括加速度曲线段、匀速曲线段和减速度曲线段，所述加速度曲线段的运行时间、匀速曲线段的运行时间和减速度曲线段的运行时间不同。
可以理解的是，PMSM电机以S曲线平滑驱动闸机。具体的，闸机每次开闸或关闸运行行程L是已知的，根据设置速度档总时间Tmax要求，将闸机伺服动作按变加速度S曲线设计规划，并推导变加速度S曲线各段表达式。需要说明的是，每一种类型的闸机伺服动作都对应一条变加速度S曲线行程，比如，顺时针开闸、逆时针开闸、顺时针关闸和逆时针关闸，为四种类型的闸机伺服动作，每一种伺服动作对应一条独立的变加速度S曲线规划路径。
本发明的变加速度S曲线包括加速度曲线段、匀速曲线段和减速度曲线段三个动作段。三段动作的运行时间比例可以根据闸机伺服动作效果调整，比如，有效分配三个动作段的运行时间，使得整个闸机伺服动作的运行顺畅。三个动作段的运行时间不同，那么变加速度S曲线即为通用性非对称变加速度S曲线。变加速度S曲线规划设计原理如图3所示。其中，m>0，n>0。加速度曲线段的运行时间为0～3T，加加速度为J1，最大加速度为amax。匀速曲线段的运行时间为3T～(3+m)T，最大速度为vmax。减速曲线段的运行时间为(3+m)T～(3+m+3n)T，减减速度为J2，最大加速度为amin。满足关系式如下：
Figure BDA0003766386720000071
规划完每一类型的伺服动作的变加速度S曲线的运行路径，将变加速度S曲线以位置环执行周期，离散化到闸机伺服动作的每一拍，也就是离散化位置和运行时间之间的关系，来精确控制伺服动作的执行。
当MCU资源足够可在线根据(1)中推导公式在线计算更新运行时间和位置，否则，也可在调试稳定后通过离线离散查表实现位置和时间的关系。
为了保证闸机运动过程中位置的精确性，在每一种类型的伺服动作完成后，比如，对于顺时针开闸，当顺时针开闸的动作完成后，基于本次顺时针开闸的位置补偿值，对下一次顺时针开闸对应的变加速度S曲线进行整体补偿。
当完成本次指定类型的伺服动作时，基于正交编码器测量闸机的实际位置以及本次变加速度S曲线的目标终点位置，计算本次变加速度S曲线上的目标终点位置和闸机输出的实际位置之间差值作为本次伺服动作的偏差值，并基于偏差值确定下一次伺服动作的行程补偿速率。
可以理解的是，闸机在整个行程范围内的伺服动作可定义为多种类型，比如，顺时针开闸F1、逆时针开闸R1、顺时针关闸F2或逆时针关闸R2，为4种不同类型的伺服动作，每一种类型的伺服动作对应一条变加速度S曲线作为运行路径。
本发明实施例以顺时针开闸F1(以下简称伺服动作F1)为例，在每次伺服动作F1结束后，计算本次伺服动作F1的偏差值Error1。在位置环和电流环PID参数整定完成后，偏差值Error1反映了闸机在相应摆闸区间的干扰阻力影响。
将闸机在摆闸区间的干扰定义分类，然后根据干扰阻力级别对闸机动作进行补偿更新。闸机在完成伺服动作F1后，正交编码器测量闸机停机时的实际位置，将伺服动作F1对应的本次变加速度S曲线的目标终点位置与闸机实际位置之间的偏差值为Error1。对于其它每一种类型的闸机伺服动作，均采取相同的方式可计算得到偏差值，可用Errorx表示，x表示伺服动作的类型。
根据本次伺服动作的偏差值确定下一次相同类型的伺服动作对应的行程补偿速率，作为实施例，所述基于本次变加速度S曲线上的目标终点位置和闸机输出的实际位置之间的偏差值，确定下次的行程补偿速率，包括：当所述偏差值落入第一速率范围内时，确定第一行程补偿速率为下次的行程补偿速率；当所述偏差值落入第二速率范围内时，确定第二行程补偿速率为下次的行程补偿速率；当所述偏差值落入第三速率范围内时，确定第三行程补偿速率为下次的行程补偿速率。
可以理解的是，对于某一指定类型的伺服动作，对其偏差值进行偏差等级划分，ErrorLevelx表示偏差等级，ErrorLevelx表征当前伺服动作对应的变加速度S曲线动作的偏差程度。其中，根据本次伺服动作对应的偏差值落入的速率范围，确定偏差值对应的偏差等级，并根据偏差等级，确定下一次伺服动作的行程补偿速率，其中，下一次伺服动作的行程补偿值，是指闸机单次运动所需的速率补偿值，例如顺时针开闸时，所需要的速率补偿值。
其中，速率范围主要包括三个，分别称为第一速率范围、第二速率范围和第三速率范围，根据偏差值落入的速率范围，确定下一次伺服动作的行程补偿速率。
其中，根据偏差值落入的速率范围，确定下一次的行程补偿速率的过程中，包括：基于偏差值落入的速率范围的速率上限值和速率下限值，确定下一次的行程补偿速率。
其中，行程补偿速率Delta的绝对值
Figure BDA0003766386720000091
ΔError为速率范围的上限值和下限值之差，速率补偿值Delta与偏差值Errorx的符号相反。
下面以正向超调偏差为例进行说明，设置0.5°，1°，2°为各偏差等级对应的偏差阈值，并根据偏差值Errorx绝对值定义偏差等级ErrorLevelx如下：
若|Errorx|<0.5°,定义ErrorLevelx为I区，此区域为可接收伺服控制偏差，可以不补偿，超过I区开始补偿。
若0.5°≤|Errorx|<1°,定义ErrorLevelx为II区，此区域偏差最小，距I区0.5°，也可以理解为II区的偏差阈值范围的宽度为0.5°采用最小的补偿速率Delta为0.2°/次。
若1°≤|Errorx|<2°,定义ErrorLevelx为III区，此区域偏差较大，距II区1°，采用中等补偿速率Delta为0.5°/次。
若|Errorx|≥2°,定义ErrorLevelx为IV区，此区域偏差最大，距III区大于1°，采用最大补偿速率Delta为1°/次。
需要说明的是，速率补偿值Delta与偏差值Error的符号相反，如果偏差值Error的符号为正，则对应的速率补偿值Delta的符号为负；同样的，如果偏差值Error的符号为负，则对应的速率补偿值Delta的符号为正。
通过对偏离等级ErrorLevelx进行分析，并根据ErrorLevelx进行变速率补偿，由于Delta的绝对值
Figure BDA0003766386720000101
所以，可将偏差值通过至少两次位置补偿收敛到下一低误差区域，防止行程补偿速率过大而超调抖动，并逐步收敛至I区满足变加速度S曲线控制精度。
S2，根据本次同一指定类型的伺服动作对应的位置补偿值和下次的行程补偿速率，获取下次的位置补偿值。
作为实施例，所述根据本次同一指定类型的伺服动作对应的位置补偿值和下次的行程补偿速率，获取下次的位置补偿值，包括：
Compn+1＝Compn+Deltan+1；
其中，Compn+1为下次的位置补偿值，Compn为本次同一指定类型的伺服动作对应的位置补偿值，Deltan+1为下次的行程补偿速率。
可以理解的是，根据上述步骤S1可求得本次伺服动作对应的偏差值、偏差等级以及下次的速率补偿值Delta。对于下次伺服动作的位置补偿值Comp，根据本次同一指定类型的伺服动作对应的位置补偿值和下次的行程补偿速率，获取下次的位置补偿值。
位置补偿值Comp通过对速率补偿值Delta进行累加，实时动态修正位置补偿值。当Error值为正，则速率补偿值Delta为负；当Error值为负，则速率补偿值Delta为正。Error值在接受误差阈值CompThreshold范围(I区)之内时，速率补偿值Delta为零。速率补偿值Delta决定补偿速率快慢，速率补偿值Delta越大，说明补偿速度越快。速率补偿值Delta值的设定根据以上偏离等级ErrorLevelx定义，误差自适应矫正中快速收敛补偿策略见图4所示。
对于位置补偿值的累积更新，下面进行举例说明。以Comp1为例，假如第一次伺服动作F1的偏差值为Error11，第二次伺服动作F1的偏差值为Error12，第三次伺服动作F1的偏差值为Error13。那么在执行第一次伺服动作F1时，其位置补偿值Comp11＝0+Delta10(Delta 10＝0)；在执行第二次伺服动作F1时，Comp12以第一次Comp11的基础上累加Delta11；在执行第三次伺服动作F1时，Comp13以第二次Comp12的基础上累加Delta12。
当每次完成指定类型的伺服动作后，就更新对应的下次位置补偿值Comp，当下一次执行同种类型的伺服动作时，根据下次位置补偿值Comp对规划的变加速度S曲线进行整体平移补偿，也就是对变加速度S曲线上的每一个位置点均按Comp进行整体平移方式补偿，不改变S曲线的曲率，即不改变电机运行的加速度。
其中，通过调用sCurvetrailError_adaptiveCalc进行位置补偿值Comp计算更新。位置补偿值Comp通过对速率补偿值Delta进行累加，实时动态修正补偿值。当Error值为正，则补偿Delta为负；当Error值为负，则补偿Delta为正；Error值在接受误差阈值范围之内时，补偿Delta为零。根据偏差等级ErrorLevelx线性设定Delta值大小，变加速度S曲线偏差等级ErrorLevelx越大，则速率补偿Delta绝对值越大，补偿越快，实现闸机伺服动作误差快速收敛，最终位置补偿值通过Compn+1＝Compn+Deltan+1进行计算更新。
S3，根据同一指定类型的伺服动作对应的初始目标终点位置和下次的位置补偿值，获取下次目标终点位置。
作为实施例，所述根据同一指定类型的伺服动作对应的初始目标终点位置和下次的位置补偿值，获取下次目标终点位置，包括：当所述偏差值为正时，P目标(n+1)＝P初始-Compn+1；当所述偏差值为负时，P目标(n+1)＝P初始+Compn+1；其中，P初始为初始目标终点位置，P目标(n+1)为下次目标终点位置。
可以理解的是，根据同一类型的伺服动作的初始目标终点位置和确定的下次位置补偿值，确定下次伺服动作的目标终点位置。其中，基于偏差值的符号，确定位置补偿值的正负。具体的，当偏差值的符号为正时，下次的目标终点位置为在初始目标终点位置的基础上减去位置补偿值；同理，当偏差值的符号为负时，下次的目标终点位置为在初始目标终点位置的基础上加上位置补偿值。
S4，基于下次的目标终点位置，对下次同一指定类型的伺服动作对应的变加速度S曲线进行整体补偿；直至电机终点位置与预设目标位置的误差在可接受范围内。
作为实施例，所述基于下次的目标终点位置，对下次同一指定类型的伺服动作对应的变加速度S曲线进行整体补偿，包括：基于下次的目标终点位置，利用位置环和电流环或者利用位置环、速度环和电流环对下次同一指定类型的伺服动作对应的变加速度S曲线进行整体平移补偿。
可以理解的是，根据上述步骤S3确定的下次目标终点位置，作为设定目标位置参与闭环控制。在启动误差自适应矫正功能后，经过多个周期的补偿，电机的终点位置与预设目标位置之间的偏差将收敛到一个可接受范围内，行程速率补偿Delta清零。闸机的每次开/关闸伺服动作将保证伺服动作平滑的基础上，动作精度也极大提高，实现闸机动作平滑，无超调，且动作精准的要求。
其中，基于下次的位置补偿值，可利用闭环控制系统对变加速度S曲线进行整体平移补偿，进行整体平移补偿不会改变S曲线的曲率，即不会改变电机的运行加速度。其中，闭环控制系统可参见图5，可以为位置环和电流环，也可以为位置环、速度环和电流环。其中，速度环控制可选配，即可采用位置环+电流环双闭环控制或位置环+速度环+电流环三闭环控制。其中，可参见图5，Apr为位置环PID，Asr为速度环PID，Acr为电流环PID。
当闭环控制系统中包括位置环和电流环时，将变加速度S曲线的目标终点位置(为角位置)输入到位置环中，输出电流参考值Iqref，输入Q轴电流环中，输出电压Vq；向D轴电流环中输入参考电流Idref，输出电压Vd。电压Vq和电压Vd输入驱动器中，驱动闸机运行，正交编码器测量闸机运行的实际位置，将测量的闸机的实际位置输入位置环中，对变加速度S曲线进行位置闭环控制。另外，电压Vq和电压Vd输入驱动器中，同步采集电机相电流并变换运算，获取D轴和Q轴电流反馈值Id和Iq；与参考电流Idref和Iqref一起输入电流环Acr进行闭环运算控制。
当闭环控制系统为位置环、速度环和电流环时，增加速度环为位置环和电流环之间的控制环路。其差异在于位置环Apr不再直接作用于电流环Acr。位置环Apr闭环控制输出先输入速度环作为参考，再由速度环Asr闭环控制输出作为Q轴电流环参考Iqref。经过三个环路的闭环运算后，最终输出电压Vq和电压Vd进入驱动器中，驱动闸机运行，对变加速度S曲线进行位置补偿。
本发明实施例中，闸机偏差自适应矫正功能始终在同一类型的两次伺服动作之间进行，伴随着变加速度S曲线伺服动作循环计算，更新并补偿。闸机误差自适应矫正如图6所示。其中，曲线2为根据行程和时间离散的补偿前变加速度S曲线目标行程，曲线1为闸机自适应矫正补偿后变加速度S曲线目标行程，曲线4为补偿前正交编码器测量的闸机实际位置，落在闸机控制精度的误差区域之外，曲线3为补偿后正交编码器测量的闸机实际位置，落在闸机控制精度的误差区域之内。计算闸机实际位置与变加速度S曲线的目标最终位置的偏差值Error，确定对应的速率补偿值Delta，基于速率补偿值Delta更新位置补偿值Comp，将规划变加速度S曲线整体按位置补偿值Comp进行补偿，不用每个控制周期计算补偿修改变加速度S曲线的加速度，简化补偿操作过程并使得最终设置摆闸位置得到补偿矫正。闸机补偿后变加速度S曲线目标行程如曲线1所示，经过持续的补偿矫正，最终补偿后正交编码器测量的闸机实际位置如曲线3所示，可保证满足闸机伺服控制精度要求。
闸机开/关闸误差自适应矫正执行流程图如图7所示，对于每一种类型的闸机伺服动作，规划变加速度S曲线行程路径，当本次伺服动作执行完成后，测量闸机实际位置，计算闸机实际位置与本次变加速度S曲线上的目标终点位置的偏差值Errorx。基于偏差值Errorx，确定偏差等级Error_Levelx，基于偏差等级Error_Levelx，确定下次伺服动作对应的行程补偿速率，即速率补偿值Deltan。
当有新的伺服指令下达时，也就是执行下一次的同一类型的伺服动作时，根据本次伺服动作的位置补偿值Compn和下次伺服动作的速率补偿值Deltan+1得到下次伺服动作的位置补偿值Compn+1。基于同一指定类型的伺服动作对应的初始目标终点位置和下次位置补偿值Compn+1确定下次伺服动作的目标终点位置，基于该目标终点位置对下一次伺服动作对应的变加速度S曲线进行整体平移补偿。采用上述的位置补偿方法循环对下一次伺服动作的变加速度S曲线进行整体补偿，直到闸机行程在误差范围内，即闸机的终点位置与预设目标位置的误差在可接受范围内。
实施例二
一种伺服驱动控制系统，参见图8，该伺服驱动系统主要包括确定模块801、获取模块802和补偿模块803，其中：
确定模块801，用于当完成本次指定类型的伺服动作时，基于本次变加速度S曲线上的目标终点位置和闸机输出的实际位置之间的偏差值，确定下次的行程补偿速率；获取模块802，用于根据本次同一指定类型的伺服动作对应的位置补偿值和下次的行程补偿速率，获取下次的位置补偿值；以及根据同一指定类型的伺服动作对应的初始目标终点位置和下次的位置补偿值，获取下次目标终点位置；补偿模块803，用于基于下次的目标终点位置，对下次同一指定类型的伺服动作对应的变加速度S曲线进行整体补偿，直至电机终点位置与预设目标位置的误差在可接受范围内。
可以理解的是，本发明提供的一种伺服驱动控制系统与前述各实施例提供的伺服驱动控制方法相对应，伺服驱动控制系统的相关技术特征可参考伺服驱动控制方法的相关技术特征，在此不再赘述。
实施例三
一种电机，电机包括电源、伺服驱动系统和驱动机构，所述伺服驱动系统包括编码器，所述伺服驱动系统执行上述实施例的伺服驱动控制方法，并通过所述编码器控制所述驱动机构按照补偿后的变加速度S曲线运行。
本发明实施例提供的一种伺服驱动控制方法、控制方法及电机，具有以下优点：
(1)根据闸机速度档和目标行程，规划变加速度S曲线行程，并将规划的变加速度S曲线行程作为位置环控制目标。在启动和停止阶段加速度均平滑过渡而未突变，在运行过程中加速度、速度和位置均未阶跃，且连续变化，保证闸机在摆闸动作过程中按S曲线趋势平滑运动。
(2)考虑闸机安转环境阻力变化随机性，在每个摆闸动作结束后记录分析阻力对控制误差的影响，并持续动态地根据误差情况变化修正补偿值，最终在下一个伺服动作S曲线规划时反向补偿，使闸机每个动作都能收敛在误差范围内。
需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种伺服驱动控制方法，其特征在于，包括：
当完成本次指定类型的伺服动作时，基于本次变加速度曲线上的目标终点位置和闸机输出的实际位置之间的偏差值，确定下次的行程补偿速率；
根据本次同一指定类型的伺服动作对应的位置补偿值和下次的行程补偿速率，获取下次的位置补偿值；
根据同一指定类型的伺服动作对应的初始目标终点位置和下次的位置补偿值，获取下次目标终点位置；
基于下次的目标终点位置，对下次同一指定类型的伺服动作对应的变加速度曲线进行整体补偿；
直至电机终点位置与预设目标位置的误差在可接受范围内。
2.根据权利要求1所述的伺服驱动控制方法，其特征在于，所述变加速度曲线为根据闸机指定类型的伺服动作的运行行程和速度档总时间进行规划得到，所述指定类型的伺服动作包括顺时针开闸、逆时针开闸、顺时针关闸或逆时针关闸。
3.根据权利要求1或2所述的伺服驱动控制方法，其特征在于，所述变加速度曲线包括加速度曲线段、匀速曲线段和减速度曲线段，所述加速度曲线段的运行时间、匀速曲线段的运行时间和减速度曲线段的运行时间不同。
4.根据权利要求1所述的伺服驱动控制方法，其特征在于，所述基于本次变加速度曲线上的目标终点位置和闸机输出的实际位置之间的偏差值，确定下次的行程补偿速率，包括：
当所述偏差值落入第一速率范围内时，确定第一行程补偿速率为下次的行程补偿速率；
当所述偏差值落入第二速率范围内时，确定第二行程补偿速率为下次的行程补偿速率；
当当所述偏差值落入第三速率范围内时，确定第三行程补偿速率为下次的行程补偿速率。
5.根据权利要求4所述的伺服驱动控制方法，其特征在于，所述行程补偿速率Delta的绝对值
Figure FDA0003766386710000021
ΔError为相应速率范围的上限值和下限值的差值，所述速率补偿值Delta与所述偏差值的符号相反。
6.根据权利要求1-5任一项所述的伺服驱动控制方法，其特征在于，所述根据本次同一指定类型的伺服动作对应的位置补偿值和下次的行程补偿速率，获取下次的位置补偿值，包括：
Compn+1＝Compn+Deltan+1；
其中，Compn+1为下次的位置补偿值，Compn为本次同一指定类型的伺服动作对应的位置补偿值，Deltan+1为下次的行程补偿速率。
7.根据权利要求6所述的伺服驱动控制方法，其特征在于，所述根据同一指定类型的伺服动作对应的初始目标终点位置和下次的位置补偿值，获取下次目标终点位置，包括：
当所述偏差值为正时，P目标(n+1)＝P初始-Compn+1；
当所述偏差值为负时，P目标(n+1)＝P初始+Compn+1；
其中，P初始为初始目标的终点位置，P目标(n+1)为下次目标的终点位置。
8.根据权利要求1-6任一项所述的伺服驱动控制方法，其特征在于，所述基于下次的目标终点位置，对下次同一指定类型的伺服动作对应的变加速度曲线进行整体补偿，包括：
基于下次的目标终点位置，利用位置环和电流环或者利用位置环、速度环和电流环对下次同一指定类型的伺服动作对应的变加速度S曲线进行整体平移补偿。
9.一种伺服驱动控制系统，其特征在于，包括：
确定模块，用于当完成本次指定类型的伺服动作时，基于本次变加速度曲线上的目标终点位置和闸机输出的实际位置之间的偏差值，确定下次的行程补偿速率；
获取模块，用于根据本次同一指定类型的伺服动作对应的位置补偿值和下次的行程补偿速率，获取下次的位置补偿值；以及根据同一指定类型的伺服动作对应的初始目标终点位置和下次的位置补偿值，获取下次目标终点位置；
补偿模块，用于基于下次的目标终点位置，对下次同一指定类型的伺服动作对应的变加速度曲线进行整体补偿，直至电机终点位置与预设目标位置的误差在可接受范围内。
10.一种电机，所述电机包括电源、伺服驱动系统和驱动机构，所述伺服驱动系统包括编码器，其特征在于，所述伺服驱动系统执行权利要求1-8任一项所述的伺服驱动控制方法，并通过所述编码器控制所述驱动机构按照补偿后的变加速度曲线运行。
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