一种伺服驱动器控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种伺服驱动器控制方法及装置，该方法包括：在定位前期将额定最大转矩作为设定转矩开环控制伺服驱动器，并根据当前速度和目标位置按照预设规划方式计算减速位置；当伺服驱动器的当前位置达到减速位置时，以预设规划方式确定从减速位置运动到目标位置过程中的位置曲线、速度曲线以及加速度曲线；位置环以位置曲线为调节目标进行闭环调节，同时根据速度曲线和加速度曲线确定附加转矩，以转矩调节量和附加转矩之和作为设定转矩控制伺服驱动器，以使伺服驱动器从减速位置运动至目标位置。通过本发明专利技术在保证驱动位置以最快速度接近目标位置，提高了响应速度；同时也保证了末段快速、准确的定位，避免了超调和震荡。

Servo driver control method and device

The invention discloses a servo driver control method and device, which includes: in the pre-positioning stage, the rated maximum torque is used as a set torque open-loop control servo driver, and the deceleration position is calculated according to the preset planning according to the current speed and target position; when the current position of the servo driver reaches the deceleration position The position curve, velocity curve and acceleration curve in the process of moving from deceleration position to target position are determined by preset programming method; the position loop is closed-loop regulated by position curve, and the additional torque is determined by speed curve and acceleration curve, which is the sum of torque regulation and additional torque. The servo driver is set up to control the servo driver from the deceleration position to the target position. By the invention, the driving position is ensured to approach the target position with the fastest speed, and the response speed is improved; at the same time, the fast and accurate positioning of the end section is ensured, and the overshoot and vibration are avoided.

【技术实现步骤摘要】
一种伺服驱动器控制方法及装置
本专利技术涉及伺服驱动器控制
，特别是涉及一种伺服驱动器控制方法及装置。
技术介绍
传统的伺服驱动器控制算法外环采用位置闭环调节，在定位运动过程中，位置环不断调节，驱动器的输出转矩不可能保证是最大值，因此定位过程用时不是最短，即响应时间不是最快。为尽可能提高响应速度，需要尽可能保证伺服驱动器处于全力输出，缩短定位过程用时，同时需要避免在定位末端出现超调和震荡，并保证定位精度不受影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种伺服驱动器控制方法及装置，为达到上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种伺服驱动器控制方法，包括：在定位前期将额定最大转矩作为设定转矩开环控制伺服驱动器，并根据当前速度和目标位置按照预设规划方式计算减速位置；当所述伺服驱动器的当前位置达到所述减速位置时，以所述预设规划方式确定从所述减速位置运动到所述目标位置过程中的位置曲线、速度曲线以及加速度曲线；以所述位置曲线为调节目标进行闭环调节确定转矩调节量，同时根据所述速度曲线和所述加速度曲线确定附加转矩，以所述转矩调节量和所述附加转矩之和作为设定转矩控制伺服驱动器，以使所述伺服驱动器从所述减速位置运动至所述目标位置。具体的，所述预设规划方式包括：梯形加速度轨迹、S加速度轨迹、正弦轨迹或余弦轨迹。具体的，在确定所述转矩调节量时，还包括：根据预设公式计算附加转矩，将所述附加转矩和所述转矩调节量相加作为所述设定转矩闭环控制所述伺服驱动器，以使所述伺服驱动器从所述减速位置运动至所述目标位置。具体的，所述预设公式为T附加＝(Tload+T阻力+J*a)/k，其中，T附加为附加转矩，Tload为外部负载转矩，T阻力为所述伺服驱动器的内部阻力，J为所述伺服驱动器的惯量，为常数，a为加速度，k为减速机械速比。具体的，所述伺服驱动器的内部阻力T阻力与运行速度相关，用函数表示为T阻力＝F(v)，其中，F(v)在所述伺服驱动器空载运行测试得到。具体的，所述外部负载转矩Tload＝k*T电机-T阻力+J*ε，其中，k为减速机械速比，T电机为电机输出转矩，ε驱动器输出轴角加速度，根据驱动器转速微分计算得到。一种伺服驱动器控制装置，包括：计算模块，用于在定位前期将额定最大转矩作为设定转矩开环控制伺服驱动器，并根据当前速度和目标位置按照预设规划方式计算减速位置；确定模块，用于当所述伺服驱动器的当前位置达到所述减速位置时，以所述预设规划方式确定从所述减速位置运动到所述目标位置过程中的位置曲线、速度曲线以及加速度曲线；控制模块，用于以所述位置曲线为调节目标进行位置闭环调节确定转矩调节量，同时根据所述速度曲线和所述加速度曲线确定附加转矩，以所述转矩调节量和所述附加转矩之和作为设定转矩控制伺服驱动器，以使所述伺服驱动器从所述减速位置运动至所述目标位置。具体的，所述预设规划方式包括：梯形加速度轨迹、S加速度轨迹、正弦轨迹或余弦轨迹。具体的，所述控制模块还用于：根据预设公式计算附加转矩，将所述附加转矩和所述转矩调节量相加作为所述设定转矩闭环控制所述伺服驱动器，以使所述伺服驱动器从所述减速位置运动至所述目标位置。具体的，所述预设公式为T附加＝(Tload+T阻力+J*a)/k，其中，T附加为附加转矩，Tload为外部负载转矩，T阻力为所述伺服驱动器的内部阻力，J为所述伺服驱动器的惯量，为常数，a为加速度，k为减速机械速比。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开了一种伺服驱动器控制方法及装置，该方法包括：在定位前期将额定最大转矩作为设定转矩开环控制伺服驱动器，并根据当前速度和目标位置按照预设规划方式计算减速位置；当伺服驱动器的当前位置达到减速位置时，以预设规划方式确定从减速位置运动到目标位置过程中的位置曲线、速度曲线以及加速度曲线；以位置曲线为调节目标进行闭环调节确定转矩调节量，同时根据速度曲线和加速度曲线确定附加转矩，以转矩调节量和附加转矩之和作为设定转矩控制伺服驱动器，以使伺服驱动器从减速位置运动至目标位置。通过本专利技术提供的控制方法在定位前期将额定最大转矩作为设定转矩，实现最大转矩输出控制伺服驱动器，以最高加速度加速，尽快达到最高速度，保证驱动位置以最快速度接近目标位置，提高了响应速度；后期以规划位置为目标调节，保证了末段快速、准确的定位。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种伺服驱动器控制方法流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的定位前期开环全力输出阶段控制示意图；图3a为本专利技术实施例提供的有速度内环后期位置定位阶段控制示意图；图3b为本专利技术实施例提供的无速度内环后期位置定位阶段控制示意图；图4为本专利技术实施例提供的另一种伺服驱动器控制方法流程示意图；图5a为本专利技术实施例提供的另一有速度内环后期位置定位阶段控制示意图；图5b为本专利技术实施例提供的另一无速度内环后期位置定位阶段控制示意图；图6为本专利技术实施例提供的一种伺服驱动器控制装置结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。参见图1所示，本专利技术实施例提供了一种伺服驱动器控制方法，该方法具体包括如下步骤：S101、在定位前期将额定最大转矩作为设定转矩开环控制伺服驱动器，并根据当前速度和目标位置按照预设规划方式计算减速位置。具体的，上述所述预设规划方式可以包括：梯形加速度轨迹、S加速度轨迹、正弦轨迹或余弦轨迹。本专利技术实施例中根据不同预设规划方式对应不同的数学计算公式来确定减速位置，本专利技术不指定具体的预设规划方式。需要说明的是，前期位置开环全力输出阶段控制如图2所示，前期位置将额定最大转矩作为设定转矩，通过转矩控制和驱动电路开环控制伺服驱动器，实时反馈伺服驱动器的当前转矩、当前速度和当前位置，同时，根据当前速度和目标位置按照预设规划方式计算减速位置，并判断当前位置是否达到减速位置。在前期位置开环控制的过程中，减速位置的计算过程一直在进行的。S102、当伺服驱动器的当前位置达到减速位置时，以预设规划方式确定从减速位置运动到目标位置过程中的位置曲线、速度曲线以及加速度曲线。S103、以位置曲线为调节目标进行闭环调节确定转矩调节量，同时根据速度曲线和加速度曲线确定附加转矩，以转矩调节量和附加转矩之和作为设定转矩控制伺服驱动器，以使伺服驱动器从减速位置运动至目标位置。具体的，当驱动器实际位置达到减速位置时，系统以设定好的规划方法规划从减速位置运动到目标位置过程中的位置曲线p(t)、速度曲线v(t)和加速度曲线a(t)，同时位置由开环控制改为闭环控制，以位置曲线p(t)为调节目标，保证实际位置跟随规划的位置曲线p(t)运动至目标位置。需要说明的是，后期位置定位阶段控制如图3所示，当伺服驱动器的当前位置达到减速位置时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种伺服驱动器控制方法，其特征在于，包括：在定位前期将额定最大转矩作为设定转矩开环控制伺服驱动器，并根据当前速度和目标位置按照预设规划方式计算减速位置；当所述伺服驱动器的当前位置达到所述减速位置时，以所述预设规划方式确定从所述减速位置运动到所述目标位置过程中的位置曲线、速度曲线以及加速度曲线；以所述位置曲线为调节目标进行闭环调节确定转矩调节量，同时根据所述速度曲线和所述加速度曲线确定附加转矩，以所述转矩调节量和所述附加转矩之和作为设定转矩控制伺服驱动器，以使所述伺服驱动器从所述减速位置运动至所述目标位置。

【技术特征摘要】
1.一种伺服驱动器控制方法，其特征在于，包括：在定位前期将额定最大转矩作为设定转矩开环控制伺服驱动器，并根据当前速度和目标位置按照预设规划方式计算减速位置；当所述伺服驱动器的当前位置达到所述减速位置时，以所述预设规划方式确定从所述减速位置运动到所述目标位置过程中的位置曲线、速度曲线以及加速度曲线；以所述位置曲线为调节目标进行闭环调节确定转矩调节量，同时根据所述速度曲线和所述加速度曲线确定附加转矩，以所述转矩调节量和所述附加转矩之和作为设定转矩控制伺服驱动器，以使所述伺服驱动器从所述减速位置运动至所述目标位置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设规划方式包括：梯形加速度轨迹、S加速度轨迹、正弦轨迹或余弦轨迹。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定所述转矩调节量时，还包括：根据预设公式计算附加转矩，将所述附加转矩和所述转矩调节量相加作为所述设定转矩闭环控制所述伺服驱动器，以使所述伺服驱动器从所述减速位置运动至所述目标位置。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设公式为T附加＝(Tload+T阻力+J*a)/k，其中，T附加为附加转矩，Tload为外部负载转矩，T阻力为所述伺服驱动器的内部阻力，J为所述伺服驱动器的惯量，为常数，a为加速度，k为减速机械速比。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述伺服驱动器的内部阻力T阻力与运行速度相关，用函数表示为T阻力＝F(v)，其中，F(v)在所述伺服驱动器空载运行测试得到。6.根据权利要求5所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：张健，马志强，
申请(专利权)人：北京因时机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11