CN117176008A - 前馈电流调整方法、装置、驱动控制系统和可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提出了一种前馈电流调整方法、装置、驱动控制系统和可读存储介质，涉及电机控制技术领域。其中，前馈电流调整方法包括：在电动机处于运行阶段下，获取电动机的运行速度；根据运行速度确定电动机的运行方向；基于运行方向发生变化，调整向电动机输出的前馈电流值，前馈电流值用于对电动机的运行进行前馈补偿。

Description

前馈电流调整方法、装置、驱动控制系统和可读存储介质

技术领域

本申请涉及电机控制技术领域，具体而言，涉及一种前馈电流调整方法、装置、驱动控制系统和可读存储介质。

背景技术

高精密运动控制系统在运行过程中往往会受到摩擦干扰，导致电动机的位置跟踪出现误差，尤其是速度方向切换时，库伦摩擦力大小迅速变化，为了克服摩擦对运动控制系统的影响，通常采用前馈控制方法对运动控制系统进行补偿。

相关技术中的前馈控制方法仅考虑了速度切换时电流的正反切换，导致通过该前馈控制方法控制的电动机出现较大的位置误差。

发明内容

本申请旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本申请的第一方面提出了一种前馈电流调整方法。

本申请的第二方面提出了一种前馈电流调整装置。

本申请的第三方面提出了一种前馈电流调整装置。

本申请的第四方面提出了一种可读存储介质。

本申请的第五方面提出了一种驱动控制系统。

有鉴于此，根据本申请的第一方面提出一种前馈电流调整方法，应用于电动机，前馈电流调整方法包括：在电动机处于运行阶段下，获取电动机的运行速度；根据运行速度确定电动机的运行方向；基于运行方向发生变化，调整向电动机输出的前馈电流值，前馈电流值用于对电动机的运行进行前馈补偿。

本申请技术方案提供了一种前馈电流调整方法，用于在通过前馈电流对电动机进行前馈补偿时，在电动机处于运行阶段，且电动机的运行方向发生变化后，对向电动机输出的前馈电流值进行调整，从而减小电动机在运行阶段产生的位置误差。

本申请技术方案中，在电动机处于运行阶段下，采集电动机运行过程中的运行速度。

本申请的实施例中，电动机运行在运行阶段，能够根据电动机当前的运行速度确定电动机当前的运行方向，在检测到电动机的运行方向发生改变之后，开始调整电动机的前馈电流值，充分遵循摩擦力动态特性，由于摩擦力的突变主要发生在速度过零后，而不是从速度过零前开始，故在电动机的运行方向发生改变之后开始调整电动机的前馈电流值，避免电动机到位后位置误差超调增大。

在一些技术方案中，可选地，基于运行方向发生变化，调整向电动机输出的前馈电流值，包括：基于所述运行方向发生变化，且运行速度的绝对值小于第一阈值，持续调整前馈电流值，直至运行速度的绝对值达到第一阈值。

本申请的技术方案中，根据运行速度的绝对值的变化对前馈电流值进行调整，通过运行速度对前馈电流值进行调整，能够保证调整的准确性。

具体来说，在运行方向发生改变的过程中，运行速度的绝对值均是先降低再升高，在运行速度的绝对值未达到第一阈值的过程中，持续调整前馈电流值，在运行速度的绝对值达到第一阈值的情况下，停止调整前馈电流值。

本申请的技术方案中，基于运行速度的变化对前馈电流值进行调整，保证对前馈电流值调整的准确性，进一步降低了电动机运行过程中的位置误差。

在一些技术方案中，可选地，基于运行方向发生变化，调整向电动机输出的前馈电流值，包括：基于运行方向发生变化，且运行速度的绝对值小于第二阈值，持续按照第一调整量调整前馈电流值，直至运行速度的绝对值升高至第二阈值；基于运行速度的绝对值大于或等于第二阈值，且运行速度的绝对值小于第三阈值，持续按照第二调整量调整前馈电流值，直至运行速度达到第三阈值；其中，第一调整量大于第二调整量。

本申请的技术方案中，根据运行速度的绝对值的变化对前馈电流值进行调整，在运行速度变化至不同的范围内，通过不同的调整量对前馈电流值进行调整，进一步提高对前馈电流值调整的准确性。

具体来说，在运行方向发生改变的过程中，运行速度的绝对值均是先降低再升高，在运行速度的绝对值未达到第二阈值的过程中，按序号较大的第一调整量持续调整前馈电流值，在运行速度的绝对值处于第二阈值至第三阈值之间的情况下，则按照第二调整量调整前馈电流值，在运行速度的绝对值达到第三阈值的情况下，停止调整前馈电流值。

本申请技术方案中，在运行速度过零之后，先以较高的第一调整量对前馈电流值进行调整，再以较低的第一调整量对前馈电流值进行调整，在保证调整的准确性的前提下，提高了调整前馈电流值的效率。

在一些技术方案中，可选地，在电动机处于运行状态下，获取电动机的运行速度之前电动机的运行阶段包括启动阶段；基于电动机所处的运行阶段，根据运行速度，调整向电动机输出的前馈电流值，还包括：获取前馈电流值的预设绝对值范围；根据预设绝对值范围确定目标绝对值范围，目标绝对值范围的第一最大值大于预设绝对值范围的第二最大值；在电动机处于启动阶段，在目标绝对值范围内，提高前馈电流值的绝对值，直至运行速度达到第四阈值，以使前馈电流值小于或等于第一最大值。

本申请的技术方案中，电动机的运行阶段包括启动阶段，在启动阶段电动机需要克服摩擦力，通过向电动机输出前馈电流值能够对摩擦力进行补偿。在电动机启动阶段，通过将补偿用的前馈电流值的绝对值的最大值设置为大于正常运行过程中的前馈电流值的绝对值的最大值，能够向启动阶段的电动机提供更大的前馈电流值，对电动机的运行的进行补偿。

本申请的技术方案中，电动机的运行方向不同，则电动的运行速度的正负值不同，且向电动机提供的前馈电流值的正负值不同，故基于前馈电流值的绝对值进行调整，能够保证调整的准确性。

本申请的技术方案中，预设绝对值范围为电动机在运行阶段的前馈电流值的取值范围，目标绝对值范围为电动机在启动阶段的前馈电流值的取值范围，目标绝对值范围的第一最大值大于或等于预设绝对值范围的第二最大值。在电动机启动阶段，基于目标绝对值范围对前馈电流值进行调整，使电动机启动阶段的前馈电流值的绝对值处于目标绝对值范围内，从而保证了在电动机启动阶段，能够以较大的前馈电流值对电动机进行前馈补偿。

本申请技术方案中，在电动机处于启动阶段，基于运行速度与第四阈值之间的关系，确定是否完成对前馈电流值的调整过程。在运行速度达到第四阈值的情况下，则确定完成前馈电流值的调整过程，保持当前的前馈电流值进入到运行阶段，反之继续调整前馈电流值，提高了对启动阶段的电动机进行前馈补偿的准确性。

示例性地，第一最大值为第二最大值的倍数，例如：第一最大值为第二最大值的1倍至3倍。

本申请的技术方案中，在电动机的启动阶段，以较高的前馈电流值对电动机进行补偿，从而向电动机提供更大的前馈补偿电流值，从而克服电动机由静止启动时受到的更大的静摩擦力。

在一些技术方案中，可选地，在电动机处于启动阶段，在目标绝对值范围内，提高前馈电流值的绝对值，直至运行速度达到第四阈值之后，还包括：在运行速度大于或等于第四阈值，且小于第五阈值的情况下，降低前馈电流值的绝对值，直至运行速度达到第五阈值，以使前馈电流值的绝对值小或等于第二最大值。

本申请技术方案中，在电动机的运行速度大于或等于第四阈值的情况下，开始降低前馈电流值，直至运行速度达到第五阈值，使前馈电流值的绝对值进入预设绝对值范围，即进入到运行阶段。

具体来说，在电动机的启动阶段，且电动机的运行速度达到第四阈值之前，按照目标绝对值范围对前馈电流值进行调整，即前馈电流值的绝对值可以达到目标绝对值范围的第一最大值。在电动机的运行速度处于第四阈值与第五阈值之间，按照预设绝对值范围对前馈电流值进行调整，即前馈电流值的绝对值可以达到预设绝对值范围的第二最大值，使电动机进入到运行阶段。

本申请的技术方案中，在电动机启动阶段，先以较高的前馈电流值对电动机的摩擦力进行补偿，从而克服电动机启动阶段较大的静摩擦力。在电动机由启动阶段运行至运行阶段，则降低前馈电流值，提高了通过前馈电流值对电动机进行摩擦力补偿的精度。

在一些技术方案中，可选地，基于运行方向发生变化，调整向电动机输出的前馈电流值之后，还包括：基于运行速度为零达到预设时长的情况下，降低前馈电流值的绝对值，直至前馈电流值的绝对值为零。

本申请的技术方案中，在电动机运行在停止阶段，即电动机接收到停止运行指令之后的运行阶段，在检测到运行速度降低至零，且达到预设时长的情况下，则降低前馈电流值的绝对值，使前馈电流值也降低至零。

本申请的技术方案中，通过对运行速度是否达到零进行检测，能够使电动机在完全停止后，对前馈电流值进行清零，从而在电动机保持不动的情况下去除前馈电流与速度控制器的偏置，对电动机进行前馈补偿的准确性，降低停止阶段产生的位置误差。

在一些技术方案中，可选地，降低前馈电流值的绝对值，包括：按照预设降低率降低前馈电流值的绝对值。

本申请实施例中，在电动机完全停止后，按照预设降低率对前馈电流值进行逐步降低，直至前馈电流值的绝对值为零，从而降低电动机停止后产生的位置误差。

在一些技术方案中，可选地，降低前馈电流值的绝对值，包括：

停止向电动机输出前馈电流值，并按照预设摩擦补偿值对电动机的运行进行补偿。

本申请实施例中，在电动机完全停止后，在速度积分器中加上摩擦前馈补偿值，即按照预设摩擦补偿值对电动机的运行进行补偿，同时将前馈补偿输出置零，能够提高对电动机进行摩擦力补偿的准确性，降低电动机的位置误差。

在一些技术方案中，可选地，在电动机处于运行阶段下，获取电动机的运行速度之前，还包括：基于接收到运行控制指令，确定电动机处于运行阶段。

本申请实施例中，在电动机运行过程中，在电动机接收到运行控制指令的情况下，则确定电动机处于运行阶段。

在一些技术方案中，可选地，运行控制指令包括启动指令，在电动机接收到启动指令之后，确定电动机处于启动阶段。

在一些技术方案中，可选地，运行控制指令包括停止指令，在电动机接收到停止之后，确定电动机处于停止阶段。

根据本申请第二方面提出了一种前馈电流调整装置，应用于电动机，前馈电流调整装置包括：获取模块，用于在电动机处于运行阶段下，获取电动机的运行速度；确定模块，用于根据运行速度确定电动机的运行方向；调整模块，用于基于运行方向发生变化，调整向电动机输出的前馈电流值，前馈电流值用于对电动机的运行进行前馈补偿。

本申请实施例中，运行阶段为电动机已经开始稳定运行的阶段，在运行阶段电动机存在换向运行的过程，即电动机的运行方向发生改变。在电动机的运行方向改变的过程中，电动机的运行速度存在过零点，即电动机的运行速度的绝对值先降为零再升高。

本申请的实施例中，电动机运行在运行阶段，能够根据电动机当前的运行速度确定电动机当前的运行方向，在检测到电动机的运行方向发生改变之后，开始调整电动机的前馈电流值，充分遵循摩擦力动态特性，由于摩擦力的突变主要发生在速度过零后，而不是从速度过零前开始，故在电动机的运行方向发生改变之后开始调整电动机的前馈电流值，避免电动机到位后位置误差超调增大。

根据本申请第三方面提出了一种前馈电流调整装置，包括：存储器，存储器中存储有程序或指令；处理器，处理器执行存储在存储器中的程序或指令以实现如第一方面中任一技术方案中的前馈电流调整方法的步骤，因而具有上述第一方面中任一技术方案中的前馈电流调整方法的全部有益技术效果，在此不再做过多赘述。

根据本申请第四方面提出了一种可读存储介质，可读存储介质上存储有程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现如上述第一方面中任一技术方案中的前馈电流调整方法的步骤。因而具有上述第一方面中任一技术方案中的前馈电流调整方法的全部有益技术效果，在此不再做过多赘述。

根据本申请第五方面提出了一种驱动控制系统，包括：如上述第二方面或第三方面中限定的前馈电流调整装置，和/或上述第四方面中限定的可读存储介质，因而具有上述第二方面或第三方面中前馈电流调整装置，和/或上述第四方面中限定的可读存储介质的全部有益技术效果，在此不再做过多赘述。

在一些技术方案中，可选地，驱动控制系统还包括：电流控制器，前馈电流调整装置和/可读存储介质设置于电流控制器。

本申请实施例中，驱动控制系统还包括电流控制器和速度控制器，通过速度控制器、电动控制器对电机运动部分进行控制，速度控制器能够采集到电机运动部分的运行速度，并根据运行速度确定用于摩擦补偿的前馈补偿电流，将前馈补偿电流输入至电流控制器，从而实现对电机运动部分的前馈补偿。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了本申请的一些实施例中提供的前馈电流调整方法的示意流程图之一；

图2示出了本申请的一些实施例中提供的运动控制示意图；

图3示出了本申请的一些实施例中提供的不同运行阶段，基于不同运行速度调整前馈补偿电流的示意图；

图4示出了本申请的一些实施例中提供的运行阶段的前馈电流值调整曲线之一；

图5示出了本申请的一些实施例中提供的运行阶段的前馈电流值调整曲线之二；

图6示出了本申请的一些实施例中提供的运行阶段的前馈电流值调整曲线之三；

图7示出了本申请的一些实施例中提供的运行阶段的前馈电流值调整曲线之四；

图8示出了本申请的一些实施例中提供的前馈电流调整方法的示意流程图之二；

图9示出了本申请的一些实施例中提供的启动阶段的前馈电流值调整曲线之一；

图10示出了本申请的一些实施例中提供的启动阶段的前馈电流值调整曲线之二；

图11示出了本申请的一些实施例中提供的无补偿状态下的位置误差曲线；

图12示出了本申请的一些实施例中提供的补偿方法下的位置误差曲线；

图13示出了本申请的一些实施例中的前馈电流调整装置的结构框图之一；

图14示出了本申请的一些实施例中的前馈电流调整装置的结构框图之二。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本申请进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图14描述根据本申请一些实施例的前馈电流调整方法、装置、可读存储介质和驱动控制系统。

根据本申请的一个实施例中，如图1所示，提出了一种前馈电流调整方法，应用于电动机，前馈电流调整方法包括：

步骤102，在电动机处于运行阶段下，获取电动机的运行速度；

步骤104，根据运行速度确定电动机的运行方向；

步骤106，基于运行方向发生变化，调整向电动机输出的前馈电流值，前馈电流值用于对电动机的运行进行前馈补偿。

本申请实施例提供了一种前馈电流调整方法，用于在通过前馈电流对电动机进行前馈补偿时，在电动机处于运行阶段，且电动机的运行方向发生变化后，对向电动机输出的前馈电流值进行调整，从而减小电动机在运行阶段产生的位置误差。

本申请实施例中，在电动机处于运行阶段下，采集电动机运行过程中的运行速度。图2示出了本申请的一些实施例中提供的运动控制示意图，如图2所示，通过速度控制器、电动控制器对电机运动部分进行控制，速度控制器能够采集到电机运动部分的运行速度，即速度反馈的方式将运行速度输入至速度控制器。速度控制器根据运行速度确定用于摩擦补偿的前馈补偿电流，将前馈补偿电流输入至电流控制器，从而实现对电机运动部分的前馈补偿，将输出的力矩通过非线性摩擦力进行补偿，向电机运动部分输出合外力的控制指令，控制电机运动部分运行。

图3示出了本申请的一些实施例中提供的电动机所处不同阶段，调整前馈补偿电流的示意图，如图3所示，示例性地，电动机的运行阶段包括启动阶段、运行阶段和停止阶段。以下以启动阶段为例进行说明：

以下以运行阶段为例进行说明：

在电动机运行在运行阶段，电动机存在换向运行的过程，在电动机的运行速度过零之后开始调整前馈电流值，避免提前调整前馈电流值引起的位置误差增大。

本申请实施例中，运行阶段为电动机已经开始稳定运行的阶段，在运行阶段电动机存在换向运行的过程，即电动机的运行方向发生改变。在电动机的运行方向改变的过程中，电动机的运行速度存在过零点，即电动机的运行速度的绝对值先降为零再升高。

本申请实施例中，在运行阶段持续采集带电动机的运行速度，运行速度的正负值发生改变，则确定电动机的运行方向发生改变。在确定电动机的运行方向发生改变之后，根据当前获取到的运行速度调整前馈电流值。

具体来说，在运行阶段，在电动机的换向运行之前，电动机的前馈电流值保持不变，在电动机的换向运行之后，开始调整电动机的前馈电流值。需要说明的是，电动机的运行方向不同，选择不同的调整曲线对电动机的前馈电流值进行调整。

图4示出了本申请的一些实施例中提供的运行阶段的前馈电流值调整曲线之一，图5示出了本申请的一些实施例中提供的运行阶段的前馈电流值调整曲线之二，如图4所示，在电动机由负速度切换至正速度时，在电动机的速度值过0之前，前馈电流值保持在Ineg，在电动机的速度值过0之后，前馈电流值由Ineg逐渐提高至Ipos。如图5所示，在电动机由正速度切换至负速度时，在电动机的速度值过0之前，前馈电流值保持在Ipos，在电动机的速度值过0之后，前馈电流值由Ipos逐渐降低至Ineg。

本申请的实施例中，电动机运行在运行阶段，能够根据电动机当前的运行速度确定电动机当前的运行方向，在检测到电动机的运行方向发生改变之后，开始调整电动机的前馈电流值，充分遵循摩擦力动态特性，由于摩擦力的突变主要发生在速度过零后，而不是从速度过零前开始，故在电动机的运行方向发生改变之后开始调整电动机的前馈电流值，避免电动机到位后位置误差超调增大。

在一些实施例中，可选地，基于运行方向发生变化，调整向电动机输出的前馈电流值，包括：基于所述运行方向发生变化，且运行速度的绝对值小于第一阈值，持续调整前馈电流值，直至运行速度的绝对值达到第一阈值。

本申请的实施例中，根据运行速度的绝对值的变化对前馈电流值进行调整，通过运行速度对前馈电流值进行调整，能够保证调整的准确性。

具体来说，在运行方向发生改变的过程中，运行速度的绝对值均是先降低再升高，在运行速度的绝对值未达到第一阈值的过程中，持续调整前馈电流值，在运行速度的绝对值达到第一阈值的情况下，停止调整前馈电流值。

如图4所示，第一阈值为2vth的绝对值，在运行速度的绝对值小于2vth的绝对值时，持续升高前馈电流值，在运行速度的绝对值等于2vth的绝对值时，停止升高前馈电流值，并保持该前馈电流值继续对电动机的运行进行补偿。

如图5所示，第一阈值为-2vh的绝对值，在运行速度的绝对值小于-2vth的绝对值时，持续降低前馈电流值，在运行速度的绝对值等于-2vth的绝对值时，停止降低前馈电流值，并保持该前馈电流值继续对电动机的运行进行补偿。

本申请的实施例中，基于运行速度的变化对前馈电流值进行调整，保证对前馈电流值调整的准确性，进一步降低了电动机运行过程中的位置误差。

在一些实施例中，可选地，基于运行方向发生变化，调整向电动机输出的前馈电流值，包括：基于运行方向发生变化，且运行速度的绝对值小于第二阈值，持续按照第一调整量调整前馈电流值，直至运行速度的绝对值升高至第二阈值；基于运行速度的绝对值大于或等于第二阈值，且运行速度的绝对值小于第三阈值，持续按照第二调整量调整前馈电流值，直至运行速度达到第三阈值；其中，第一调整量大于第二调整量。

本申请的实施例中，根据运行速度的绝对值的变化对前馈电流值进行调整，在运行速度变化至不同的范围内，通过不同的调整量对前馈电流值进行调整，进一步提高对前馈电流值调整的准确性。

具体来说，在运行方向发生改变的过程中，运行速度的绝对值均是先降低再升高，在运行速度的绝对值未达到第二阈值的过程中，按序号较大的第一调整量持续调整前馈电流值，在运行速度的绝对值处于第二阈值至第三阈值之间的情况下，则按照第二调整量调整前馈电流值，在运行速度的绝对值达到第三阈值的情况下，停止调整前馈电流值。

图6示出了本申请的一些实施例中提供的运行阶段的前馈电流值调整曲线之三，如图6所示，第二阈值为vth的绝对值，第三阈值为2vth的绝对值。在运行速度的绝对值小于vth的绝对值时，按照较大的第一调整量持续升高前馈电流值。在运行速度的绝对值处于vth的绝对值至2vth的绝对值之间的情况下，按照较小的第二调整量持续升高前馈电流值。在运行速度的绝对值等于2vth的绝对值时，停止升高前馈电流值，并保持该前馈电流值继续对电动机的运行进行补偿。

图7示出了本申请的一些实施例中提供的运行阶段的前馈电流值调整曲线之四，如图7所示，第二阈值为-vth的绝对值，第三阈值为-2vth的绝对值。在运行速度的绝对值小于-vth的绝对值时，按照较大的第一调整量持续降低前馈电流值。在运行速度的绝对值处于-vth的绝对值至-2vth的绝对值之间的情况下，按照较小的第二调整量持续降低前馈电流值。在运行速度的绝对值等于-2vth的绝对值时，停止降低前馈电流值，并保持该前馈电流值继续对电动机的运行进行补偿。

本申请实施例中，在运行速度过零之后，先以较高的第一调整量对前馈电流值进行调整，再以较低的第一调整量对前馈电流值进行调整，在保证调整的准确性的前提下，提高了调整前馈电流值的效率。

如图8所示，在一些实施例中，可选地，在电动机处于运行状态下，获取电动机的运行速度之前，还包括：

步骤802，获取前馈电流值的预设绝对值范围；

步骤804，根据预设绝对值范围确定目标绝对值范围，目标绝对值范围的第一最大值大于预设绝对值范围的第二最大值；

步骤806，在电动机处于启动阶段，在目标绝对值范围内，提高前馈电流值的绝对值，直至运行速度达到第四阈值，以使前馈电流值小于或等于第一最大值。

本申请的实施例中，电动机的运行阶段包括启动阶段，在启动阶段电动机需要克服摩擦力，通过向电动机输出前馈电流值能够对摩擦力进行补偿。在电动机启动阶段，通过将补偿用的前馈电流值的绝对值的最大值设置为大于正常运行过程中的前馈电流值的绝对值的最大值，能够向启动阶段的电动机提供更大的前馈电流值，对电动机的运行的进行补偿。

本申请的实施例中，电动机的运行方向不同，则电动的运行速度的正负值不同，且向电动机提供的前馈电流值的正负值不同，故基于前馈电流值的绝对值进行调整，能够保证调整的准确性。

本申请的实施例中，预设绝对值范围为电动机在运行阶段的前馈电流值的取值范围，目标绝对值范围为电动机在启动阶段的前馈电流值的取值范围，目标绝对值范围的第一最大值大于或等于预设绝对值范围的第二最大值。在电动机启动阶段，基于目标绝对值范围对前馈电流值进行调整，使电动机启动阶段的前馈电流值的绝对值处于目标绝对值范围内，从而保证了在电动机启动阶段，能够以较大的前馈电流值对电动机进行前馈补偿。

本申请实施例中，在电动机处于启动阶段，基于运行速度与第四阈值之间的关系，确定是否完成对前馈电流值的调整过程。在运行速度达到第四阈值的情况下，则确定完成前馈电流值的调整过程，保持当前的前馈电流值进入到运行阶段，反之继续调整前馈电流值，提高了对启动阶段的电动机进行前馈补偿的准确性。

示例性地，第一最大值为第二最大值的倍数，例如：第一最大值为第二最大值的1倍至3倍。

图9示出了本申请的一些实施例中提供的启动阶段的前馈电流值调整曲线之一，如图9所示，在电动机正向运行时，Ipos为运行阶段的前馈电流值，Istart_P为启动阶段的前馈电流值。在电动机反向运行时，Ineg为运行阶段的前馈电流值，Istart_n为启动阶段的前馈电流值。

本申请的实施例中，在电动机的启动阶段，以较高的前馈电流值对电动机进行补偿，从而向电动机提供更大的前馈补偿电流值，从而克服电动机由静止启动时受到的更大的静摩擦力。

在一些实施例中，可选地，在电动机处于启动阶段，在目标绝对值范围内，提高前馈电流值的绝对值，直至运行速度达到第四阈值之后，还包括：在运行速度大于或等于第四阈值，且小于第五阈值的情况下，降低前馈电流值的绝对值，直至运行速度达到第五阈值，以使前馈电流值的绝对值小或等于第二最大值。

本申请实施例中，在电动机的运行速度大于或等于第四阈值的情况下，开始降低前馈电流值，直至运行速度达到第五阈值，使前馈电流值的绝对值进入预设绝对值范围，即进入到运行阶段。

具体来说，在电动机的启动阶段，且电动机的运行速度达到第四阈值之前，按照目标绝对值范围对前馈电流值进行调整，即前馈电流值的绝对值可以达到目标绝对值范围的第一最大值。在电动机的运行速度处于第四阈值与第五阈值之间，按照预设绝对值范围对前馈电流值进行调整，即前馈电流值的绝对值可以达到预设绝对值范围的第二最大值，使电动机进入到运行阶段。

图10示出了本申请的一些实施例中提供的启动阶段的前馈电流值调整曲线之二，如图10所示，在电动机正向运行时，Istart_P为启动阶段的前馈电流值，Ipos为运行阶段的前馈电流值，在运行速度未达到第四阈值vth/5之前，使前馈电流值升高至Istart_P，在运行速度达到第四阈值之后，将前馈电流值降低至Ipos，使电动机的运行速度达到第五阈值后，保持以Ipos进行前馈补偿。在电动机反向运行时，Istart_n为启动阶段的前馈电流值，Ineg为运行阶段的前馈电流值，在运行速度未达到第四阈值-vth/5之前，使前馈电流值降低至Istart_n，在运行速度达到第四阈值之后，将前馈电流值降低至Ineg，使电动机的运行速度达到第五阈值后，保持以Ineg进行前馈补偿。

本申请的实施例中，在电动机启动阶段，先以较高的前馈电流值对电动机的摩擦力进行补偿，从而克服电动机启动阶段较大的静摩擦力。在电动机由启动阶段运行至运行阶段，则降低前馈电流值，提高了通过前馈电流值对电动机进行摩擦力补偿的精度。

在一些实施例中，可选地，基于运行方向发生变化，调整向电动机输出的前馈电流值之后，还包括：基于运行速度为零达到预设时长的情况下，降低前馈电流值的绝对值，直至前馈电流值的绝对值为零。

本申请的实施例中，在电动机运行在停止阶段，即电动机接收到停止运行指令之后的运行阶段，在检测到运行速度降低至零，且达到预设时长的情况下，则降低前馈电流值的绝对值，使前馈电流值也降低至零。

本申请的实施例中，通过对运行速度是否达到零进行检测，能够使电动机在完全停止后，对前馈电流值进行清零，从而在电动机保持不动的情况下去除前馈电流与速度控制器的偏置，对电动机进行前馈补偿的准确性，降低停止阶段产生的位置误差。

在一些实施例中，可选地，降低前馈电流值的绝对值，包括：按照预设降低率降低前馈电流值的绝对值。

本申请实施例中，在电动机完全停止后，按照预设降低率对前馈电流值进行逐步降低，直至前馈电流值的绝对值为零，从而降低电动机停止后产生的位置误差。

在一些实施例中，可选地，降低前馈电流值的绝对值，包括：

停止向电动机输出前馈电流值，并按照预设摩擦补偿值对电动机的运行进行补偿。

本申请实施例中，在电动机完全停止后，在速度积分器中加上摩擦前馈补偿值，即按照预设摩擦补偿值对电动机的运行进行补偿，同时将前馈补偿输出置零，能够提高对电动机进行摩擦力补偿的准确性，降低电动机的位置误差。

在一些实施例中，可选地，在电动机处于运行阶段下，获取电动机的运行速度之前，还包括：基于接收到运行控制指令，确定电动机处于运行阶段。

本申请实施例中，在电动机运行过程中，在电动机接收到运行控制指令的情况下，则确定电动机处于运行阶段。

在一些实施例中，可选地，运行控制指令包括启动指令，在电动机接收到启动指令之后，确定电动机处于启动阶段。

在一些实施例中，可选地，运行控制指令包括停止指令，在电动机接收到停止之后，确定电动机处于停止阶段。

在一些实施例中，可选地，将电动机的运行阶段划分为启动阶段，运行阶段与停止阶段共三个阶段，结合摩擦力动态特性，分阶段设置不同的前馈补偿策略。

如图9所示，将启动阶段最大前馈电流设为运行阶段的最大前馈电流的倍数，以提供更大的前馈补偿电流。直至运行速度超出速度阈值进入运行阶段。

如图4和图5所示，若运行速度过零前速度为负，则采用图5所示的曲线，直至速度大于速度阈值vth2，阈值处的前馈电流输出比0速时的输出增大Ipos+Ineg。若速度过零前速度为正，则采用图6所示的曲线，直至速度小于-vth2，阈值处的前馈电流输出比0速时的输出减小Ipos+Ineg。

当速度减小并保持为零时，从运行阶段进入停止阶段。由于运行阶段的前馈曲线设计，前馈补偿电流指令很可能非零。电机完全停止后，对前馈电流进行清零，从而在电机保持不动的情况下去除前馈电流与速度控制器的偏置。可采用两种方式，方式一在速度积分器中加上摩擦前馈补偿值，同时将前馈补偿输出置零。方式二以缓慢的速率逐渐减小前馈电流，直至为前馈电流值零。

在一些实施例中，可选地，滚珠丝杠运动平台，电机运动曲线为正反T型曲线，以验证速度过零时的摩擦补偿，惰行速度为1000rpm。设计摩擦补偿电流I_pos＝-I_neg＝0.09A，速度切换阈值V_th2＝30rpm，启动电流I_(start_p)＝-I_(start_n)＝2I_pos＝-2I_neg，启动速度阈值V_th3＝V_th2/2＝15rpm。停止时缓慢减小补偿电流。不同摩擦补偿方式的位置误差如下所示。

如图11所示，无补偿时，速度过零时存在位置误差突增。传统补偿方法减小了速度过零时的位置误差，但停止时的位置误差相比补偿前增大了。

如图12所示，采用本申请的补偿方法，速度过零时的位置误差仍能有效抑制，同时启动和停止阶段的位置误差变小了，尤其停止阶段位置误差与补偿前相近。

在根据本申请的一个实施例中，如图13，提出一种前馈电流调整装置1300，应用于电动机，前馈电流调整装置1300包括：

获取模块1302，用于在电动机处于运行阶段下，获取电动机的运行速度；

确定模块1304，用于根据运行速度确定电动机的运行方向；

调整模块1306，用于基于运行方向发生变化，调整向电动机输出的前馈电流值，前馈电流值用于对电动机的运行进行前馈补偿。

本申请实施例提供了一种前馈电流调整装置，用于在通过前馈电流对电动机进行前馈补偿时，在电动机处于运行阶段，且电动机的运行方向发生变化后，对向电动机输出的前馈电流值进行调整，从而减小电动机在运行阶段产生的位置误差。

本申请实施例中，运行阶段为电动机已经开始稳定运行的阶段，在运行阶段电动机存在换向运行的过程，即电动机的运行方向发生改变。在电动机的运行方向改变的过程中，电动机的运行速度存在过零点，即电动机的运行速度的绝对值先降为零再升高。

本申请的实施例中，电动机运行在运行阶段，能够根据电动机当前的运行速度确定电动机当前的运行方向，在检测到电动机的运行方向发生改变之后，开始调整电动机的前馈电流值，充分遵循摩擦力动态特性，由于摩擦力的突变主要发生在速度过零后，而不是从速度过零前开始，故在电动机的运行方向发生改变之后开始调整电动机的前馈电流值，避免电动机到位后位置误差超调增大。

在一些实施例中，可选地，调整模块1306，用于基于所述运行方向发生变化，且运行速度的绝对值小于第一阈值，持续调整前馈电流值，直至运行速度的绝对值达到第一阈值。

本申请的实施例中，根据运行速度的绝对值的变化对前馈电流值进行调整，通过运行速度对前馈电流值进行调整，能够保证调整的准确性。

具体来说，在运行方向发生改变的过程中，运行速度的绝对值均是先降低再升高，在运行速度的绝对值未达到第一阈值的过程中，持续调整前馈电流值，在运行速度的绝对值达到第一阈值的情况下，停止调整前馈电流值。

本申请的实施例中，基于运行速度的变化对前馈电流值进行调整，保证对前馈电流值调整的准确性，进一步降低了电动机运行过程中的位置误差。

在一些实施例中，可选地，调整模块1306，用于基于运行方向发生变化，且运行速度的绝对值小于第二阈值，持续按照第一调整量调整前馈电流值，直至运行速度的绝对值升高至第二阈值；

调整模块1306，用于基于运行速度的绝对值大于或等于第二阈值，且运行速度的绝对值小于第三阈值，持续按照第二调整量调整前馈电流值，直至运行速度达到第三阈值；其中，第一调整量大于第二调整量。

本申请的实施例中，根据运行速度的绝对值的变化对前馈电流值进行调整，在运行速度变化至不同的范围内，通过不同的调整量对前馈电流值进行调整，进一步提高对前馈电流值调整的准确性。

具体来说，在运行方向发生改变的过程中，运行速度的绝对值均是先降低再升高，在运行速度的绝对值未达到第二阈值的过程中，按序号较大的第一调整量持续调整前馈电流值，在运行速度的绝对值处于第二阈值至第三阈值之间的情况下，则按照第二调整量调整前馈电流值，在运行速度的绝对值达到第三阈值的情况下，停止调整前馈电流值。

本申请实施例中，在运行速度过零之后，先以较高的第一调整量对前馈电流值进行调整，再以较低的第一调整量对前馈电流值进行调整，在保证调整的准确性的前提下，提高了调整前馈电流值的效率。

在一些实施例中，可选地，获取模块1302，用于获取前馈电流值的预设绝对值范围；

确定模块1304，用于根据预设绝对值范围确定目标绝对值范围，目标绝对值范围的第一最大值大于预设绝对值范围的第二最大值；

调整模块1306，用于在电动机处于启动阶段，在目标绝对值范围内，提高前馈电流值的绝对值，直至运行速度达到第四阈值，以使前馈电流值小于或等于第一最大值。

本申请的实施例中，电动机的运行阶段包括启动阶段，在启动阶段电动机需要克服摩擦力，通过向电动机输出前馈电流值能够对摩擦力进行补偿。在电动机启动阶段，通过将补偿用的前馈电流值的绝对值的最大值设置为大于正常运行过程中的前馈电流值的绝对值的最大值，能够向启动阶段的电动机提供更大的前馈电流值，对电动机的运行的进行补偿。

本申请的实施例中，电动机的运行方向不同，则电动的运行速度的正负值不同，且向电动机提供的前馈电流值的正负值不同，故基于前馈电流值的绝对值进行调整，能够保证调整的准确性。

本申请的实施例中，预设绝对值范围为电动机在运行阶段的前馈电流值的取值范围，目标绝对值范围为电动机在启动阶段的前馈电流值的取值范围，目标绝对值范围的第一最大值大于或等于预设绝对值范围的第二最大值。在电动机启动阶段，基于目标绝对值范围对前馈电流值进行调整，使电动机启动阶段的前馈电流值的绝对值处于目标绝对值范围内，从而保证了在电动机启动阶段，能够以较大的前馈电流值对电动机进行前馈补偿。

本申请实施例中，在电动机处于启动阶段，基于运行速度与第四阈值之间的关系，确定是否完成对前馈电流值的调整过程。在运行速度达到第四阈值的情况下，则确定完成前馈电流值的调整过程，保持当前的前馈电流值进入到运行阶段，反之继续调整前馈电流值，提高了对启动阶段的电动机进行前馈补偿的准确性。

本申请的实施例中，在电动机的启动阶段，以较高的前馈电流值对电动机进行补偿，从而向电动机提供更大的前馈补偿电流值，从而克服电动机由静止启动时受到的更大的静摩擦力。

在一些实施例中，可选地，调整模块1306，用于在运行速度大于或等于第四阈值，且小于第五阈值的情况下，降低前馈电流值的绝对值，直至运行速度达到第五阈值，以使前馈电流值的绝对值小或等于第二最大值。

本申请实施例中，在电动机的运行速度大于或等于第四阈值的情况下，开始降低前馈电流值，直至运行速度达到第五阈值，使前馈电流值的绝对值进入预设绝对值范围，即进入到运行阶段。

具体来说，在电动机的启动阶段，且电动机的运行速度达到第四阈值之前，按照目标绝对值范围对前馈电流值进行调整，即前馈电流值的绝对值可以达到目标绝对值范围的第一最大值。在电动机的运行速度处于第四阈值与第五阈值之间，按照预设绝对值范围对前馈电流值进行调整，即前馈电流值的绝对值可以达到预设绝对值范围的第二最大值，使电动机进入到运行阶段。

本申请的实施例中，在电动机启动阶段，先以较高的前馈电流值对电动机的摩擦力进行补偿，从而克服电动机启动阶段较大的静摩擦力。在电动机由启动阶段运行至运行阶段，则降低前馈电流值，提高了通过前馈电流值对电动机进行摩擦力补偿的精度。

在一些实施例中，可选地，调整模块1306，用于基于运行速度为零达到预设时长的情况下，降低前馈电流值的绝对值，直至前馈电流值的绝对值为零。

本申请的实施例中，在电动机运行在停止阶段，即电动机接收到停止运行指令之后的运行阶段，在检测到运行速度降低至零，且达到预设时长的情况下，则降低前馈电流值的绝对值，使前馈电流值也降低至零。

本申请的实施例中，通过对运行速度是否达到零进行检测，能够使电动机在完全停止后，对前馈电流值进行清零，从而在电动机保持不动的情况下去除前馈电流与速度控制器的偏置，对电动机进行前馈补偿的准确性，降低停止阶段产生的位置误差。

在一些实施例中，可选地，调整模块1306，用于按照预设降低率降低前馈电流值的绝对值。

本申请实施例中，在电动机完全停止后，按照预设降低率对前馈电流值进行逐步降低，直至前馈电流值的绝对值为零，从而降低电动机停止后产生的位置误差。

在一些实施例中，可选地，调整模块1306，用于停止向电动机输出前馈电流值，并按照预设摩擦补偿值对电动机的运行进行补偿。

本申请实施例中，在电动机完全停止后，在速度积分器中加上摩擦前馈补偿值，即按照预设摩擦补偿值对电动机的运行进行补偿，同时将前馈补偿输出置零，能够提高对电动机进行摩擦力补偿的准确性，降低电动机的位置误差。

在一些实施例中，可选地，确定模块1304，用于基于接收到运行控制指令，确定电动机处于运行阶段。

本申请实施例中，在电动机运行过程中，在电动机接收到运行控制指令的情况下，则确定电动机处于运行阶段。

在根据本申请的一个实施例中，如图14所示，提出了一种前馈电流调整装置1400，包括：处理器1402和存储器1404，存储器1404中存储有程序或指令；处理器1402执行存储在存储器1404中的程序或指令以实现如上述任一实施例中的前馈电流调整方法的步骤，因而具有上述任一实施例中的前馈电流调整方法的全部有益技术效果，在此不再做过多赘述。

在根据本申请的一个实施例中，提出了一种可读存储介质，可读存储介质上存储有程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现如上述任一实施例中的前馈电流调整方法的步骤。因而具有上述任一实施例中的前馈电流调整方法的全部有益技术效果，在此不再做过多赘述。

在根据本申请的一个实施例中，提出了一种驱动控制系统，包括：如上述任一实施例中的前馈电流调整装置，和/或上述任一实施例中可读存储介质，因而具有上述任一实施例中的前馈电流调整装置，和/或上述任一实施例中的可读存储介质的全部有益技术效果，在此不再做过多赘述。

如图2所示，在一些实施例中，可选地，驱动控制系统还包括：电流控制器，前馈电流调整装置和/或的可读存储介质设置于电流控制器。

本申请实施例中，通过速度控制器、电动控制器对电机运动部分进行控制，速度控制器能够采集到电机运动部分的运行速度，并根据运行速度确定用于摩擦补偿的前馈补偿电流，将前馈补偿电流输入至电流控制器，从而实现对电机运动部分的前馈补偿。

需要明确的是，在本申请的权利要求书、说明书和说明书附图中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非有额外的明确限定，术语“上”、“下”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，仅是为了更方便地描述本申请和使得描述过程更加简便，而不是为了指示或暗示所指的装置或元件必须具有所描述的特定方位、以特定方位构造和操作，因此这些描述不能理解为对本申请的限制；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，举例来说，“连接”可以是多个对象之间的固定连接，也可以是多个对象之间的可拆卸连接，或一体地连接；可以是多个对象之间的直接相连，也可以是多个对象之间的通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据上述数据地具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请的权利要求书、说明书和说明书附图中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的实施例或示例中。在本申请的权利要求书、说明书和说明书附图中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，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 (14)

1.一种前馈电流调整方法，其特征在于，应用于电动机，所述前馈电流调整方法包括：

在所述电动机处于运行阶段下，获取所述电动机的运行速度；

根据所述运行速度确定所述电动机的运行方向；

基于所述运行方向发生变化，调整向所述电动机输出的前馈电流值，所述前馈电流值用于对所述电动机的运行进行前馈补偿。

2.根据权利要求1所述的前馈电流调整方法，其特征在于，所述基于所述运行方向发生变化，调整向所述电动机输出的前馈电流值，包括：

基于所述运行方向发生变化，且所述运行速度的绝对值小于第一阈值，持续调整所述前馈电流值，直至所述运行速度的绝对值达到所述第一阈值。

3.根据权利要求1所述的前馈电流调整方法，其特征在于，所述基于所述运行方向发生变化，调整向所述电动机输出的前馈电流值，包括：

基于所述运行方向发生变化，且所述运行速度的绝对值小于第二阈值，持续按照第一调整量调整所述前馈电流值，直至所述运行速度的绝对值升高至第二阈值；

基于所述运行速度的绝对值大于或等于所述第二阈值，且所述运行速度的绝对值小于第三阈值，持续按照第二调整量调整所述前馈电流值，直至所述运行速度达到第三阈值；

其中，所述第一调整量大于所述第二调整量。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的前馈电流调整方法，其特征在于，所述在所述电动机处于运行阶段下，获取所述电动机的运行速度之前，还包括：

获取所述前馈电流值的预设绝对值范围；

根据所述预设绝对值范围确定目标绝对值范围，所述目标绝对值范围的第一最大值大于所述预设绝对值范围的第二最大值；

在所述电动机处于启动阶段，在所述目标绝对值范围内，提高所述前馈电流值的绝对值，直至所述运行速度达到第四阈值，以使所述前馈电流值小于或等于所述第一最大值。

5.根据权利要求4所述的前馈电流调整方法，其特征在于，所述在所述电动机处于启动阶段，在所述目标绝对值范围内，提高所述前馈电流值的绝对值，直至所述运行速度达到第四阈值之后，还包括：

在所述运行速度大于或等于所述第四阈值，且小于第五阈值的情况下，降低所述前馈电流值的绝对值，直至所述运行速度达到所述第五阈值，以使所述前馈电流值的绝对值小或等于所述第二最大值。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的前馈电流调整方法，其特征在于，所述基于所述运行方向发生变化，调整向所述电动机输出的前馈电流值之后，还包括：

基于所述运行速度为零达到预设时长的情况下，降低所述前馈电流值的绝对值，直至所述前馈电流值的绝对值为零。

7.根据权利要求6所述的前馈电流调整方法，其特征在于，所述降低所述前馈电流值的绝对值，包括：

按照预设降低率降低所述前馈电流值的绝对值。

8.根据权利要求6所述的前馈电流调整方法，其特征在于，所述降低所述前馈电流值的绝对值，包括：

停止向所述电动机输出前馈电流值，并按照预设摩擦补偿值对所述电动机的运行进行补偿。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的前馈电流调整方法，其特征在于，所述在所述电动机处于运行阶段下，获取所述电动机的运行速度之前，还包括：

基于接收到运行控制指令，确定所述电动机处于所述运行阶段。

10.一种前馈电流调整装置，其特征在于，应用于电动机，所述前馈电流调整装置包括：

获取模块，用于在所述电动机处于运行阶段下，获取所述电动机的运行速度；

确定模块，用于根据所述运行速度确定所述电动机的运行方向；

调整模块，用于基于所述运行方向发生变化，调整向所述电动机输出的前馈电流值，所述前馈电流值用于对所述电动机的运行进行前馈补偿。

11.一种前馈电流调整装置，其特征在于，包括：

存储器，其上存储有程序或指令；

处理器，用于执行所述程序或指令时实现如权利要求1至9中任一项所述的前馈电流调整方法的步骤。

12.一种可读存储介质，其上存储有程序或指令，其特征在于，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求1至9中任一项所述的前馈电流调整方法的步骤。

13.一种驱动控制系统，其特征在于，应用于电动机，所述驱动控制系统包括：

如权利要求10或11所述的前馈电流调整装置；和/或

如权利要求12所述的可读存储介质。

14.根据权利要求13所述的驱动控制系统，其特征在于，还包括：

电流控制器，所述前馈电流调整装置和/或所述可读存储介质设置于所述电流控制器。