CN116073703A - 同轴电机驱动的控制方法及控制设备 - Google Patents

同轴电机驱动的控制方法及控制设备 Download PDF

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CN116073703A
CN116073703A CN202111281355.9A CN202111281355A CN116073703A CN 116073703 A CN116073703 A CN 116073703A CN 202111281355 A CN202111281355 A CN 202111281355A CN 116073703 A CN116073703 A CN 116073703A
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王野驰
刘斌
张华�
邢英金
冯泽斌
徐向宇
江锐
张斌
庞龙亮
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Abstract

本申请实施例提供一种同轴电机驱动的控制方法及控制设备。在本申请实施例中,接收至少两个电机的驱动信息,根据驱动信息,通过对应的转速信息驱动至少两个电机中的一个电机;根据驱动信息,通过对应的转矩信息驱动至少两个电机中的其它电机。从而实现同轴电机同步驱动。且接收至少两个电机中的一个电机返回的转速信息,根据返回的转速信息调整该电机的转速信息,并发送调整后的转速信息至该电机;接收至少两个电机中的其它电机返回的电流信息,根据返回的电流信息调整转矩信息,并发送调整后的转矩信息至其它电机。使得通过对转速和转矩的控制,来实现对功耗的控制。

Description

同轴电机驱动的控制方法及控制设备
技术领域
本发明涉及控制领域,具体一种同轴电机驱动的控制方法及控制设备。
背景技术
工业产品设计过程,由于空间结构布局和功耗考虑,同轴电机常常采用旋转工件进行驱动,这种布局方式结构简单,维修维护方便,但是电机存在同步问题,如果出现电机转速不同,会导致旋转工件受电机扭力,出现影响拖动效率甚至将旋转工件扭变形等问题,因此需要解决电机同轴驱动转速、扭矩一致问题,确保两电机同步驱动正常运转。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,克服现有的技术的不足,提供一种同轴电机驱动的控制方法及控制设备,用于使得同轴电机能够同步驱动,且较好地控制了同轴电机的功耗。
为达到上述技术目的,一方面,本发明提供的一种同轴电机驱动的控制方法,所述同轴电机包括至少两个电机,以及将所述至少两个电机实现同轴连接的旋转工件,所述方法包括:接收至少两个电机的驱动信息,根据驱动信息,通过对应的转速信息驱动至少两个电机中的一个电机;根据驱动信息,通过对应的转矩信息驱动至少两个电机中的其它电机;接收至少两个电机中的一个电机返回的转速信息,根据返回的转速信息调整该电机的转速信息,并发送调整后的转速信息至该电机;接收至少两个电机中的其它电机返回的电流信息,根据返回的电流信息调整转矩信息,并发送调整后的转矩信息至所述其它电机。
此外,该方法还包括:当至少两个电机中的其它电机存在故障电机,则停止故障电机;在停止故障电机后,基于对应的转速信息驱动至少两个电机中的一个电机。
具体的,所述接收至少两个电机的驱动信息,根据驱动信息,通过对应的转速信息驱动至少两个电机中的一个电机,包括:接收上位机下发的电机驱动指令,根据驱动指令携带的针对一个电机的转速信息,通过对应的控制器下发转速信息至该电机,使得该电机根据接收到的转速信息进行驱动。
具体的,所述根据驱动信息,通过对应的转矩信息驱动至少两个电机中的其它电机,包括:根据驱动指令,确定其它电机对应的最高转矩信息,将所述最高转矩信息通过对应的控制器发送至其它电机,以使其它电机根据接收到的最高转矩信息进行驱动。
具体的,所述根据返回的转速信息调整该电机的转速信息,并发送调整后的转速信息至该电机,包括:根据目标转速信息,对返回的转速信息进行调整,得到调整后的转速信息,并通过对应的控制器发送调整后的转速信息至该电机。
具体的,所述根据返回的电流信息调整转矩信息,并发送调整后的转矩信息至该所述电机,包括:通过矢量控制算法,将返回的电流信息中三项交流电流进行变换为两项交流电流,再将两项交流电流转换为直流电流;通过PID控制,根据该直流电流确定补偿后的直流电流;根据矢量控制算法,将补偿后的直流电流转换为旋转坐标系下的两项直流电流,再将两项交流电流转换为三项交流电流;将转换后的三项交流电流作为调整后的转矩信息,并发送转换后的三项交流电流至所述其它电机。
具体的,所述当至少两个电机中的其它电机存在故障电机,停止故障电机,包括:通过对应的控制器发送停止指令至故障电机,并通过对应的控制器断开故障电机绕组回路,停止故障电机。
此外,该方法还包括:接收至少两个电机返回的工作参数,将所述工作参数发送至上位机,以进行展示给对应的操作用户。
此外,该方法还包括:根据返回的电流信息对应的直流电流,确定电流信息与转矩信息之间的线性关系;根据所述线性关系,确定当前直流电流对应的当前转矩信息;根据当前转矩信息,通过PID控制,根据当前直流电流确定补偿后的电流。
另一方面,本发明提供的一种同轴电机驱动的控制装置,所述同轴电机包括至少两个电机,以及将所述至少两个电机实现同轴连接的旋转工件,该装置包括:第一驱动模块,用于接收至少两个电机的驱动信息,根据驱动信息,通过对应的转速信息驱动至少两个电机中的一个电机;第二驱动模块,用于根据驱动信息,通过对应的转矩信息驱动至少两个电机中的其它电机;第一控制模块,用于接收至少两个电机中的一个电机返回的转速信息,根据返回的转速信息调整该电机的转速信息,并发送调整后的转速信息至该电机;第二控制模块,用于接收至少两个电机中的其它电机返回的电流信息,根据返回的电流信息调整转矩信息,并发送调整后的转矩信息至所述其它电机。
另一方面,本发明提供的一种同轴电机驱动的控制设备,所述同轴电机包括至少两个电机,以及将所述至少两个电机实现同轴连接的旋转工件,所述控制设备包括:处理器以及存储器;所述存储器用于存储程序;所述处理器用于执行存储程序,实现以下步骤:接收至少两个电机的驱动信息,根据驱动信息,通过对应的转速信息驱动至少两个电机中的一个电机;根据驱动信息,通过对应的转矩信息驱动至少两个电机中的其它电机;接收至少两个电机中的一个电机返回的转速信息,根据返回的转速信息调整该电机的转速信息,并发送调整后的转速信息至该电机;接收至少两个电机中的其它电机返回的电流信息,根据返回的电流信息调整转矩信息,并发送调整后的转矩信息至所述其它电机。
在本申请实施例中,接收至少两个电机的驱动信息,根据驱动信息,通过对应的转速信息驱动至少两个电机中的一个电机;根据驱动信息,通过对应的转矩信息驱动至少两个电机中的其它电机。从而实现同轴电机同步驱动。且接收至少两个电机中的一个电机返回的转速信息,根据返回的转速信息调整该电机的转速信息,并发送调整后的转速信息至该电机;接收至少两个电机中的其它电机返回的电流信息,根据返回的电流信息调整转矩信息,并发送调整后的转矩信息至其它电机。使得通过对转速和转矩的控制,来实现对功耗的控制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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它的附图。
图1为本申请实施例的同轴电机驱动的控制方法的流程示意图;
图2为本申请实施例的同轴电机驱动系统的示意图;
图3为本申请实施例的同轴电机的驱动过程的示意图;
图4为本申请实施例的同轴电机驱动的控制装置的框架示意图。
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。
如图1所示,本申请提供了一种同轴电机驱动的控制方法,同轴电机包括至少两个电机,以及将至少两个电机实现同轴连接的旋转工件,该方法100包括:
101:接收至少两个电机的驱动信息,根据驱动信息,通过对应的转速信息驱动至少两个电机中的一个电机。
102:根据驱动信息,通过对应的转矩信息驱动至少两个电机中的其它电机。
103:接收至少两个电机中的一个电机返回的转速信息,根据返回的转速信息调整该电机的转速信息,并发送调整后的转速信息至该电机。
104:接收至少两个电机中的其它电机返回的电流信息,根据返回的电流信息调整转矩信息,并发送调整后的转矩信息至其它电机。
需要说明的是,该方法100的执行主体可以为控制设备,更具体的可以是该控制设备的处理器,该控制设备可以是一个单片机。
此外,对于同轴连接的至少两个电机可以是两个电机也可以是多个电机。其中,旋转工件可以是旋转轴或者链条等,能够实现将多个电机同轴连接即可。以两个电机为例,两个电机可以设置在旋转工件的两端。当多个电机时,可以每两个电机间设置一个旋转工件。即每个旋转工件两端分别设置一个电机。
以下针对上述步骤进行详细地阐述:
101:接收至少两个电机的驱动信息,根据驱动信息,通过对应的转速信息驱动至少两个电机中的一个电机。
其中,驱动信息是指用于驱动电机转动的信息,如驱动指令或启动指令等。该驱动信息可以是由操作人员通过设备下发的信息,也可以是设备自动下发的信息。该设备可以是上位机。
例如,如图2所示,操作人员可以通过上位机201提供的操作界面,进行驱动两个电机。操作人员在该操作界面上进行驱动指令的下发。该驱动指令下发至单片机中的处理器203,以使通过单片机中的处理器203,将下驱动指令下发至两个电机,从而驱动这两个电机。
具体的,接收至少两个电机的驱动信息,根据驱动信息,通过对应的转速信息驱动至少两个电机中的一个电机,包括:接收上位机下发的电机驱动指令,根据驱动指令携带的针对一个电机的转速信息,通过对应的控制器下发转速信息至该电机,使得该电机根据接收到的转速信息进行驱动。
其中,对于至少两个电机而言,其中一个电机为主电机,其是通过转速进行驱动的。剩下的其它电机均为从电机,其是通过转矩或扭住驱动的。从而使得至少两个电机可以同轴协同驱动,实现至少两个电机协同、同步工作,避免出现至少两个电机因转速不同带来的问题。解决了电机同轴驱动转速、扭矩不一致的问题,确保电机同步驱动正常运转。
例如,由于前文已经阐述了一些内容,就不再重复阐述了。仅说明:如图2所示,单片机中的处理器203接收到驱动指令后,会通过不同的控制器将驱动指令下发至对应的电机。以两个电机为例,如图2所示,单片机中的处理器203将驱动指令下发至主控制器202,然后通过主控制器202将该驱动指令下发至对应的主电机205。其中,对于主电机205而言,该驱动指令携带有对应的转速,以使主电机205根据该转速进行驱动。由此,操作人员在进行上述操作时,可以基于此设置转速信息。然后同驱动指令进行下发。下发后,单片机中的处理器203需要根据不同的主从电机来分别下发对应的驱动指令给对应的控制器。
应理解,对于多个电机而言,也是相似的过程,就不再赘述了。此外,对于至少两个电机而言,其可以共用一个控制器。该控制器接收到驱动指令后,需要根据不同的电机来下发对应的驱动指令即可。就不再过多赘述了。当然,也可以通过对应的处理器直接下发指令到对应的电机。
基于此,如图3所示,上位机201执行步骤311:发送驱动信息,至单片机的处理器203。单片机的处理器203执行步骤312:发送转速信息,至驱动器303。即单片机的处理器203将携带有转速的驱动指令下发至驱动器303。其中,驱动器303包括主控制器。也就是下发至驱动器303中的主控制器。然后,驱动器303中的主控制器执行步骤316:发送转速信息,至主电机205,使得其驱动。即下发有携带有转速信息的驱动指令至主电机205。
102:根据驱动信息,通过对应的转矩信息驱动至少两个电机中的其它电机。
例如,根据前文所述可知,对于其它电机而言,其是从电机,也可以通过单片机中的处理器下发驱动指令,从而根据该驱动指令中的转矩来驱动从电机。
具体的,根据驱动信息,通过对应的转矩信息驱动至少两个电机中的其它电机,包括:根据驱动指令,确定其它电机对应的最高转矩信息,将最高转矩信息通过对应的控制器发送至其它电机,以使其它电机根据接收到的最高转矩信息进行驱动。
例如,继前文,如图2所示,操作人员还可以根据上位机201提供的操作界面下发从电机的驱动指令至单片机的处理器203,处理器203接收到该用于驱动从电机的驱动指令后,根据该从电机的最高转矩,将携带有该最高转矩的驱动指令下发至从控制器204,使得从控制器204将携带有该最高转矩的驱动指令下发至从电机207,使得从电机207接收到后,根据该转矩开始驱动。其中,从电机通过旋转工件206实现了同步驱动。
需要说明的是,可以直接通过上位机中的处理器来实现单片机中的处理器的功能。另,对于控制器而言,其也可以设置在上位机上。或者设置在单片机上,形成一个集成设备。如果只有一个控制器,那么该控制器可以根据驱动指令是下发至哪个电机的,从而来下发该驱动指令。
通过对至少两个电机转速驱动和转矩驱动的相结合,实现电机同步驱动的功能。
需要说明的是,主电机的输入信号,即接收到的转速信息,是由处理器发送给主控制器的电流信号,该信号使主电机在目标速度下达到该电机的最佳性能,该电机在同轴双电机模式下主要作为速度的控制。从电机的输入信号,即转矩信息,是由处理器确定后输入到从控制器,该信号使从电机在为达到目标速度时加快从电机的加速度,减少过渡过程的时间,在达到目标速度后,为主电机分担一部分驱动力,从而达到性能最优化。
103:接收至少两个电机中的一个电机返回的转速信息,根据返回的转速信息调整该电机的转速信息,并发送调整后的转速信息至该电机。
例如,继前文,如图3所示,在主电机205驱动后,可以通过速度传感器304采集该主电机205的速度或转速,即执行步骤318:采集转速信息。然后通过该速度传感器304将采集到的速度发送至单片机的处理器203。即执行步骤319:发送转速信息,至处理器203。单片机的处理器203接收到该转速后,进行控制调整该转速,并将调整后的转速信息根据前文阐述的过程重新下发至主电机205,从而对主电机进行速度的控制。
具体的,根据返回的转速信息调整该电机的转速信息,并发送调整后的转速信息至该电机,包括:根据目标转速信息,对返回的转速信息进行调整,得到调整后的转速信息,并通过对应的控制器发送调整后的转速信息至该电机。
例如,继前文,单片机的处理器接收到转速后,将转速与预置好的目标转速进行对比,如果对比结果需要调整,如对比结果大于一定的阈值。将接收到的转速调整至目标转速,然后根据前文所述重新下发,使得该主电机根据重新调整的转速进行工作。
此外,该方法100还包括:接收至少两个电机返回的工作参数,将工作参数发送至上位机,以进行展示给对应的操作用户。
其中,工作参数可以是指电机工作时的参数,可以包括:转速、转矩、电流、电压、温度等信息。均可以通过对应的传感器来采集,如速度传感器采集转速、霍尔传感器可以用于采集电流,并确定转矩、以及温度传感器用于采集温度等。
由此,根据对应的传感器采集对应的工作参数,并返回至单片机的处理器。处理器接收到后,可以将接收到的工作参数需要转换的进行转换,以用于直观地查看对应的工作参数,如确定转矩等。然后处理器将最终的工作参数返回值上位机,通过上位机进行展示工作参数给操作人员。
104:接收至少两个电机中的其它电机返回的电流信息,根据返回的电流信息调整转矩信息,并发送调整后的转矩信息至其它电机。
例如,继上文,如图3所示,从电机可以通过霍尔传感器305来采集电流,即执行步骤320:采集电流信息。然后通过霍尔传感器305将采集到的电流返回至单片机的处理器203中。单片机的处理器203接收到电流后,可以根据预置好的目标电流来调整对应的转矩。从而根据前文所述的方式,将调整后的转矩发送至从电机,继续工作。
具体的,根据返回的电流信息调整转矩信息,并发送调整后的转矩信息至该电机,包括:通过矢量控制算法,将返回的电流信息中三项交流电流进行变换为两项交流电流,再将两项交流电流转换为直流电流;通过PID控制,根据该直流电流确定补偿后的直流电流;根据矢量控制算法,将补偿后的直流电流转换为旋转坐标系下的两项直流电流,再将两项交流电流转换为三项交流电流;将转换后的三项交流电流作为调整后的转矩信息,并发送转换后的三项交流电流至其它电机。
其中,矢量控制算法可以包括克拉克变换Clarke以及派克Park变换。
例如,矢量控制算法是基于将三项交流电流经过Clarke变换后变为两项交流电流,再经过Park变换后变为具有直流性质的电流,该电流反馈回PID(Proportional(比例)、Integral(积分)、Differential(微分))控制器对误差值进行计算后,将补偿后的电流经过Park逆变换到αβ旋转坐标轴,用两项交流电流控制三项交流电(通过Clarke逆变换),从而实现电机的自动控制。
如图3所示,继前文,霍尔传感器305采集到电流信息后,通过克拉克变换306,执行步骤321:将电流进行变换,即将采集到的电流信息进行克拉克变换。然后再通过派克变换307,执行步骤322:将电流进行变换。最终将变换后的直流电流返回单片机的处理器203,即执行步骤323:发送变换后的电流信息。单片机的处理器203接收到返回后的电流信息,即直流电流,PID控制器对返回的直流电流与预置的目标电流的误差值进行计算后,对返回的直流电流进行调节,确定补偿后的直流电流。再经过Park逆变换到αβ旋转坐标轴,然后再经过Clarke逆变换,用两项交流电流控制三项交流电。即,处理器203通过克拉克逆变换301执行步骤313:将电流进行变换。再通过派克逆变换302执行步骤314:将电流进行变换。然后将变换后的电流信息通过从控制器发送至从电机207。即执行步骤315:发送变换后的电流信息,至驱动器303中的从控制器,以使从控制器执行步骤317:发送电流信息,即变换后的电流信息,作为转矩信息进行下发,至从电机207。如此反复形成控制闭环。而对于主电机也是可以通过控制转速形成控制闭环。
此外,对于主电机也可以霍尔传感器来采集电流,并通过矢量控制算法来控制转速,就不再赘述了。
继前文,经Clarke变换变为由三项交流电流转化为两项电流的αβ旋转坐标轴(即旋转坐标系),方向位于定子绕组A相的磁势方向(其中,iA、iB、iC表示三项交流电流):
Figure BDA0003331210440000081
其中,iα和iβ是αβ旋转坐标轴的两项交流电流。
再经Park变换后到dq坐标轴,d轴和磁极N方向一致,q轴超前d轴90度,Park变换由αβ坐标轴构成的交流量iα、iβ转化为直流量id、iq
Figure BDA0003331210440000082
其中,θ为旋转坐标轴αβ中iα和iβ的夹角。
继前文可知,该直流量进入PID控制器,根据目标电流值和当前直流电流值的误差值和PID控制器中的比例调节系数kp系数做乘积,再根据累计误差和PID控制器中的积分调节系数ki系数做乘积从而得到最终的id、iq。将PID控制器计算后的补偿后的直流电流再经过Park逆变换由dq坐标轴构成的直流量id、iq转化为交流量iα、iβ
Figure BDA0003331210440000083
再经Clarke逆变换变为由两项电流控制的三项电流:
Figure BDA0003331210440000084
就不再过多赘述了,由于采集到的三项交流电流不能被直接控制,但通过上述矢量控制算法可以实现闭环控制。
通过转速以及转矩模式结合的工作模式,电机的工作过程始终以主电机转速为主,从电机主要为提供转矩来驱动,达到两电机协同工作的目的,避免两个电机转速不一致带来的效率低,工件承受额外扭矩等问题。工作完成后,上位机可以将停止信息或停止指令传递给主、从电机对应的控制器,实现停止作业功能。
根据闭环控制和反馈,实现了电机的能耗最优化和速度稳定性的要求,在保证了速度稳定的同时,将能耗降到最低。
此外,该方法100还包括:根据返回的电流信息对应的直流电流,确定电流信息与转矩信息之间的线性关系;根据线性关系,确定当前直流电流对应的当前转矩信息;根据当前转矩信息,通过PID控制,根据当前直流电流确定补偿后的电流。
继前文可知,处理器接收到返回的直流电流后,可以根据接收到的多个直流电流确定出直流电流和转矩之间的线性关系。即可以通过接收到的直流电流以及其对应的已知的转矩,然后确定两者之间的线性关系。当确定了线性关系后,处理器接收到新返回的直流电流,则可以通过该线性关系,来确定出对应的转矩,也可以根据这个确定的转矩以及PID控制器确定该转矩与目标转矩之间的误差,并进行调节,得到补偿后的转矩。根据补偿后的转矩以及线性关系,确定出补偿后的电流。然后根据前文的方式,进行变换得到最终的变换后的电流信号,进行下发,就不再赘述了。
此外,该100方法还包括:当至少两个电机中的其它电机存在故障电机,则停止故障电机;在停止故障电机后,基于对应的转速信息驱动至少两个电机中的一个电机。
例如,当至少两个电机驱动后,处理器可以通过前文所述的内容获取到工作参数,可以根据工作参数是否再阈值范围内来确定对应的电机是否故障。当不在阈值范围内可以确定为电机故障。或,根据前文所述的内容,进行闭环调节,预置调节次数后,对应的工作参数依旧不在阈值范围内,则确定对应的电机故障。确定电机故障后,处理器可以发送停止指令给对应的控制器,以使控制器下发该停止指令给对应的电机,提供工作。
如果该故障电机为从电机,则可以使得主电机依旧工作,由该主电机来驱动自身。如果还存在其它正常的从电机,则也可以正常的从电机依旧工作。但是如果主电机故障,则所有电机需要全部停止,就不再赘述了。
需要说明的是,对于上位机而言,也可以在需要的情况下,通过操作人员的操作来下发停止指令来停止电机的,就不再赘述了。
另,如果驱动器接收到处理器下发的信息,但是未返回响应信息给处理器,则也可以停止所有的电机。就不再赘述了。
具体的,当至少两个电机中的其它电机存在故障电机,停止故障电机,包括:通过对应的控制器发送停止指令至故障电机,并通过对应的控制器断开故障电机绕组回路,停止故障电机。
前文已经阐述了一些内容,此处只说明:不工作的电机,通过对应的控制器断开该电机绕组回路,避免被工作的电机在驱动过程发电,造成额外的负载,并且有器件烧坏风险。由此可以实现单电机驱动模式。操作人员也可以通过上位机,将驱动指令传递给处理器,处理器将指令发送给需要工作的电机及控制器,来实现单电机的驱动模式,但是在该模式下,主电机是需要驱动的。其中从电机故障,主电机仍可带动工件旋转,输出功率减少。
本申请实施例还提供了一种同轴电机驱动的控制装置,可应用于单片机中。同轴电机包括至少两个电机,以及将至少两个电机实现同轴连接的旋转工件。如图4所示,该装置400包括:
第一驱动模块401,用于接收至少两个电机的驱动信息,根据驱动信息,通过对应的转速信息驱动至少两个电机中的一个电机。
第二驱动模块402,用于根据驱动信息,通过对应的转矩信息驱动至少两个电机中的其它电机。
第一控制模块403,用于接收至少两个电机中的一个电机返回的转速信息,根据返回的转速信息调整该电机的转速信息,并发送调整后的转速信息至该电机。
第二控制模块404,用于接收至少两个电机中的其它电机返回的电流信息,根据返回的电流信息调整转矩信息,并发送调整后的转矩信息至所述其它电机。
此外,该装置400还包括:停止模块,用于当至少两个电机中的其它电机存在故障电机,则停止故障电机;驱动模块,用于在停止故障电机后,基于对应的转速信息驱动至少两个电机中的一个电机。
具体的,第一驱动模块401,用于接收上位机下发的电机驱动指令,根据驱动指令携带的针对一个电机的转速信息,通过对应的控制器下发转速信息至该电机,使得该电机根据接收到的转速信息进行驱动。
具体的,第二驱动模块402,用于根据驱动指令,确定其它电机对应的最高转矩信息,将最高转矩信息通过对应的控制器发送至其它电机,以使其它电机根据接收到的最高转矩信息进行驱动。
具体的,第一控制模块403,用于根据目标转速信息,对返回的转速信息进行调整,得到调整后的转速信息,并通过对应的控制器发送调整后的转速信息至该电机。
具体的,第二控制模块404,包括:变换单元,用于通过矢量控制算法,将返回的电流信息中三项交流电流进行变换为两项交流电流,再将两项交流电流转换为直流电流;控制单元,用于通过PID控制,根据该直流电流确定补偿后的直流电流;变换单元,用于根据矢量控制算法,将补偿后的直流电流转换为旋转坐标系下的两项直流电流,再将两项交流电流转换为三项交流电流;发送单元,用于将转换后的三项交流电流作为调整后的转矩信息,并发送转换后的三项交流电流至其它电机。
具体地,停止模块,用于通过对应的控制器发送停止指令至故障电机,并通过对应的控制器断开故障电机绕组回路,停止故障电机。
此外,该装置400还包括:返回模块,用于接收至少两个电机返回的工作参数,将工作参数发送至上位机,以进行展示给对应的操作用户。
此外,该装置400还包括:确定模块,用于根据返回的电流信息对应的直流电流,确定电流信息与转矩信息之间的线性关系;确定模块,用于根据线性关系,确定当前直流电流对应的当前转矩信息;确定模块,用于根据当前转矩信息,通过PID控制,根据当前直流电流确定补偿后的电流。
由于该装置400的具体实现方式请参考前文所述的方式,此处就不再赘述。
本申请实施例还提供了同轴电机驱动的控制设备,同轴电机包括至少两个电机,以及将至少两个电机实现同轴连接的旋转工件,控制设备包括:处理器以及存储器;存储器用于存储程序;处理器用于执行存储程序,实现以下步骤:接收至少两个电机的驱动信息,根据驱动信息,通过对应的转速信息驱动至少两个电机中的一个电机;根据驱动信息,通过对应的转矩信息驱动至少两个电机中的其它电机;接收至少两个电机中的一个电机返回的转速信息,根据返回的转速信息调整该电机的转速信息,并发送调整后的转速信息至该电机;接收至少两个电机中的其它电机返回的电流信息,根据返回的电流信息调整转矩信息,并发送调整后的转矩信息至其它电机。
此处就不再赘述了,未能详尽的内容请参考前文所述的内容。
应该明白,公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好,应该理解,过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素,并且不是要限于所述的特定顺序或层次。
为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备,上文针对本发明的实施方式与具体实施例提出了说明性的描述;但这并非实施或运用本发明具体实施例的唯一形式。实施方式中涵盖了多个具体实施例的特征以及用以建构与操作这些具体实施例的方法步骤与其顺序。然而,亦可利用其它具体实施例来达成相同或均等的功能与步骤顺序。
在上述的详细描述中,各种特征一起组合在单个的实施方案中,以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图,即,所要求保护的主题的实施方案需要比较清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反,如所附的权利要求书所反映的那样,本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此,所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中,其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本发明,上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说;这些实施例的各种修改方式都是显而易见的,并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此,本公开并不限于本文给出的实施例,而是与本申请公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。
上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然,为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的,但是本领域普通技术人员应该认识到,各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此,本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外,就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”,该词的涵盖方式类似于术语“包括”,就如同“包括,”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外,使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。
本领域技术人员还可以了解到本发明实施例列出的各种说明性逻辑块(illustrative logical block),单元,和步骤可以通过电子硬件、电脑软件,或两者的结合进行实现。为清楚展示硬件和软件的可替换性(interchangeability),上述的各种说明性部件(illustrative components),单元和步骤已经通用地描述了它们的功能。这样的功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用,可以使用各种方法实现所述的功能,但这种实现不应被理解为超出本发明实施例保护的范围。
本发明实施例中所描述的各种说明性的逻辑块,或单元都可以通过通用处理器,数字信号处理器,专用集成电路(ASIC),现场可编程门阵列或其它可编程逻辑装置,离散门或晶体管逻辑,离散硬件部件,或上述任何组合的设计来实现或操作所描述的功能。通用处理器可以为微处理器,可选地,该通用处理器也可以为任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以通过计算装置的组合来实现,例如数字信号处理器和微处理器,多个微处理器,一个或多个微处理器联合一个数字信号处理器核,或任何其它类似的配置来实现。
本发明实施例中所描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入硬件、处理器执行的软件模块、或者这两者的结合。软件模块可以存储于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本领域中其它任意形式的存储媒介中。示例性地,存储媒介可以与处理器连接,以使得处理器可以从存储媒介中读取信息,并可以向存储媒介存写信息。可选地,存储媒介还可以集成到处理器中。处理器和存储媒介可以设置于ASIC中,ASIC可以设置于用户终端中。可选地,处理器和存储媒介也可以设置于用户终端中的不同的部件中。
在一个或多个示例性的设计中,本发明实施例所描述的上述功能可以在硬件、软件、固件或这三者的任意组合来实现。如果在软件中实现,这些功能可以存储与电脑可读的媒介上,或以一个或多个指令或代码形式传输于电脑可读的媒介上。电脑可读媒介包括电脑存储媒介和便于使得让电脑程序从一个地方转移到其它地方的通信媒介。存储媒介可以是任何通用或特殊电脑可以接入访问的可用媒体。例如,这样的电脑可读媒体可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁性存储装置,或其它任何可以用于承载或存储以指令或数据结构和其它可被通用或特殊电脑、或通用或特殊处理器读取形式的程序代码的媒介。此外,任何连接都可以被适当地定义为电脑可读媒介,例如,如果软件是从一个网站站点、服务器或其它远程资源通过一个同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线(DSL)或以例如红外、无线和微波等无线方式传输的也被包含在所定义的电脑可读媒介中。所述的碟片(disk)和磁盘(disc)包括压缩磁盘、镭射盘、光盘、DVD、软盘和蓝光光盘,磁盘通常以磁性复制数据,而碟片通常以激光进行光学复制数据。上述的组合也可以包含在电脑可读媒介中。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种同轴电机驱动的控制方法,其特征在于,所述同轴电机包括至少两个电机,以及将所述至少两个电机实现同轴连接的旋转工件,所述方法包括:
接收至少两个电机的驱动信息,根据驱动信息,通过对应的转速信息驱动至少两个电机中的一个电机;
根据驱动信息,通过对应的转矩信息驱动至少两个电机中的其它电机;
接收至少两个电机中的一个电机返回的转速信息,根据返回的转速信息调整该电机的转速信息,并发送调整后的转速信息至该电机;
接收至少两个电机中的其它电机返回的电流信息,根据返回的电流信息调整转矩信息,并发送调整后的转矩信息至所述其它电机。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
当至少两个电机中的其它电机存在故障电机,则停止故障电机;
在停止故障电机后,基于对应的转速信息驱动至少两个电机中的一个电机。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述接收至少两个电机的驱动信息,根据驱动信息,通过对应的转速信息驱动至少两个电机中的一个电机,包括:
接收上位机下发的电机驱动指令,根据驱动指令携带的针对一个电机的转速信息,通过对应的控制器下发转速信息至该电机,使得该电机根据接收到的转速信息进行驱动。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据驱动信息,通过对应的转矩信息驱动至少两个电机中的其它电机,包括:
根据驱动指令,确定其它电机对应的最高转矩信息,将所述最高转矩信息通过对应的控制器发送至其它电机,以使其它电机根据接收到的最高转矩信息进行驱动。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据返回的转速信息调整该电机的转速信息,并发送调整后的转速信息至该电机,包括:
根据目标转速信息,对返回的转速信息进行调整,得到调整后的转速信息,并通过对应的控制器发送调整后的转速信息至该电机。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据返回的电流信息调整转矩信息,并发送调整后的转矩信息至该所述电机,包括:
通过矢量控制算法,将返回的电流信息中三项交流电流进行变换为两项交流电流,再将两项交流电流转换为直流电流;
通过PID控制,根据该直流电流确定补偿后的直流电流;
根据矢量控制算法,将补偿后的直流电流转换为旋转坐标系下的两项直流电流,再将两项交流电流转换为三项交流电流;
将转换后的三项交流电流作为调整后的转矩信息,并发送转换后的三项交流电流至所述其它电机。
7.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述当至少两个电机中的其它电机存在故障电机,停止故障电机,包括:
通过对应的控制器发送停止指令至故障电机,并通过对应的控制器断开故障电机绕组回路,停止故障电机。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
接收至少两个电机返回的工作参数,将所述工作参数发送至上位机,以进行展示给对应的操作用户。
9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据返回的电流信息对应的直流电流,确定电流信息与转矩信息之间的线性关系;
根据所述线性关系,确定当前直流电流对应的当前转矩信息;
根据当前转矩信息,通过PID控制,根据当前直流电流确定补偿后的电流。
10.一种同轴电机驱动的控制设备,其特征在于,所述同轴电机包括至少两个电机,以及将所述至少两个电机实现同轴连接的旋转工件,所述控制设备包括:处理器以及存储器;
所述存储器用于存储程序;
所述处理器用于执行存储程序,实现以下步骤:
接收至少两个电机的驱动信息,根据驱动信息,通过对应的转速信息驱动至少两个电机中的一个电机;
根据驱动信息,通过对应的转矩信息驱动至少两个电机中的其它电机;
接收至少两个电机中的一个电机返回的转速信息,根据返回的转速信息调整该电机的转速信息,并发送调整后的转速信息至该电机;
接收至少两个电机中的其它电机返回的电流信息,根据返回的电流信息调整转矩信息,并发送调整后的转矩信息至所述其它电机。
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