双电机同步控制方法、系统及计算机可读存储介质技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种双电机同步控制方法、系统及计算机可读存储介质，涉及工业控制技术领域，其通过采用位置预测同步和转矩同步控制相结合的控制算法实现双电机同步控制，从而可以避免数据传输延迟造成的两个电机位置偏差的问题，且可以在位置同步过程中保证两个电机的力矩均衡，避免出现机械设备受力不均的问题；此外，相对于现有通过分频实现双电机位置同步控制的方式，其无需增加高速IO或硬件电路，且不会受外部干扰；相对于现有通过高性能PLC实现双电机位置同步控制的方式，其无需采用高性能PLC，降低了同步控制系统的成本和复杂度，且不会影响与双电机同步控制系统通信的简易PLC的控制性能。

Dual Motor Synchronization Control Method, System and Computer Readable Storage Media

【技术实现步骤摘要】
双电机同步控制方法、系统及计算机可读存储介质
本专利技术实施例涉及工业控制
，特别涉及一种双电机同步控制方法、系统及计算机可读存储介质。
技术介绍
在工业控制领域，大型机械设备一般采用龙门同步结构，需要多个电机来耦合驱动，机械设备在运行过程中多个电机不仅需要保持位置同步，同时还要求多个电机轴的力矩偏差不能太大，因为位置偏差过大会对机械结构造成较大形变，而力矩偏差过大会引起电机轴受力不均，从而影响机械设备的寿命。一般而言，若机械设备在安装上保证精度要求，同时机械传动间隙不大，这样只要多个电机的位置保持同步就能保证多个电机轴的力矩同步，因此位置同步控制就可以满足一般工业同步控制的要求，所以现有的双电机同步控制技术一般基于位置同步控制系统实现。对于现有的双电机同步控制技术所采用的位置同步控制系统，其同步控制方法包括以下两种：一种是，将主/从轴电机的位置信息通过分频输出发送给从/主轴电机，从/主轴电机根据对方轴的位置信息做位置同步控制。这种利用分频输出进行位置同步控制的方式虽然简单，但是需要增加相应的高速输入/输出(Input/Output,IO)口或者硬件电路实现分频输出功能，且位置分频输出信号易受外部干扰，从而造成位置同步存在偏差或者异常；另外，这种同步控制方式存在主从轴数据传输延迟的问题，其同步控制时采用的两轴的位置数据不是同一时刻的，导致主从轴电机实际的位置未同步，存在一定角度的偏差，从而影响机器的实际加工效果；另一种是，通过总线将可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController，PLC)和主、从轴电机的驱动器连接起来，利用PLC采集主、从轴电机的位置信息，再做位置同步位置。这种位置同步控制方法需要采用高性能的PLC，导致整个控制系统的成本和复杂度提高，且PLC进行位置规划、速度规划和位置同步功能会造成PLC的中央处理器(CentralProcessingUnit，CPU)负担过重，导致控制性能下降。此外，对于上述两种位置同步控制方式还存在有当主从轴电机安装精度不满足要求或机械设备长时间运行造成主从电机两侧的一致性较差，如果仅采用位置同步控制可能会造成主从轴电机力矩偏差过大，影响机械设备的寿命。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提供一种双电机同步控制方法、装置及存储介质，以解决现有的双电机同步控制技术存在的需要增加相应的高速IO或者硬件电路实现分频功能，且位置分频输出信号易受外部干扰，易造成位置同步存偏差、同步控制时采用的两轴位置数据不是同一时刻的，造成主从轴电机实际位置未同步，存在一定角度偏差、需要增加高性能的PLC，导致控制系统的成本和复杂度提高，控制性能下降以及可能会出现主从轴电机力矩偏差过大，影响机械设备的寿命的问题。本专利技术实施例解决上述技术问题所采用的技术方案如下：根据本专利技术实施例的一个方面，提供一种双电机同步控制方法，该方法应用于双电机同步控制系统，所述双电机同步控制系统包括用于驱动所述第一轴电机的第一轴电机驱动器、用于驱动第二轴电机的第二轴电机驱动器，所述第一轴电机驱动器和所述第二轴电机驱动器通信连接，所述双电机同步控制方法包括采用所述第二轴电机驱动器执行以下步骤：在双电机同步运行过程中，实时获取所述第一轴电机的当前位置、速度及转矩和所述第二轴电机的当前位置、速度及转矩；根据所述第一轴电机的当前位置、速度以及预先训练得到的所述第一轴电机驱动器和所述第二轴电机驱动器之间的数据传输延迟预测所述第一轴电机的当前实际位置；根据所述第一轴电机的当前实际位置、所述第二轴电机的当前位置以及预先获取的所述第一轴电机和所述第二轴电机之间的位置偏差初始值计算所述第一轴电机和所述第二轴电机之间的位置偏差；根据所述第一轴电机的当前转矩和所述第二轴电机的当前转矩计算所述第一轴电机和所述第二轴电机之间的转矩偏差；根据所述转矩偏差计算所述第一轴电机和所述第二轴电机之间的位置偏差修正值；根据所述位置偏差和所述位置偏差修正值计算所述第二轴电机的速度补偿值，并采用所述速度补偿值对所述第二轴电机的当前速度指令进行补偿，使所述第二轴电机跟随所述第一轴电机的位置和转矩。在上述技术方案的基础上，在双电机同步运行过程中，实时获取所述第一轴电机的当前位置、速度及转矩和所述第二轴电机的当前位置、速度及转矩之前还包括：预先训练得到所述第一轴电机驱动器和所述第二轴电机驱动器之间的数据传输延迟，包括：向所述第一轴电机驱动器发送数据标志位，并记录发送所述数据标志位的时刻T1；所述数据标志位，用于触发所述第一轴电机驱动器接收所述数据标志位并记录接收到所述数据标志位的时间T2，以及将所述数据标志位返回至所述第二轴电机驱动器并记录发送所述数据标志位的时间T3；接收所述第一轴电机驱动器返回的所述数据标志位，并记录接收到所述数据标志位的时间T4，按照公式((T4-T1)-(T3-T2))/2计算得到本次测试得到的数据传输延迟；循环执行上述步骤预设次数，获得多次测试得到的数据传输延迟，计算所述多次测试得到的数据传输延迟的平均值，将所述平均值作为所述第一轴电机驱动器和所述第二轴电机驱动器之间的数据传输延迟。在上述技术方案的基础上，在双电机同步运行过程中，实时获取所述第一轴电机的当前位置、速度及转矩和所述第二轴电机的当前位置、速度及转矩之前还包括：获取所述第一轴电机和所述第二轴电机之间的位置偏差初始值，包括：获取双电机的回原模式；若回原模式以当前位置为原点时，则采用第一轴电机的当前位置反馈减去第二轴电机的当前位置反馈得到所述位置偏差初始值；若回原模式以机械极限位置为原点时，则采用第一轴电机和第二轴电机均处于机械极限位置时第一轴电机的位置反馈减去第二轴电机的位置反馈得到所述位置偏差初始值。在上述技术方案的基础上，所述根据所述第一轴电机的当前转矩和所述第二轴电机的当前转矩计算所述第一轴电机和所述第二轴电机之间的转矩偏差之后还包括：判断所述转矩偏差是否超过第一预设转矩阈值；若超过所述第一预设转矩阈值，则进入所述根据所述转矩偏差计算所述第一轴电机和所述第二轴电机之间的位置偏差修正值的步骤；若未超过所述第一预设转矩阈值，则忽略所述转矩偏差。在上述技术方案的基础上，所述根据所述位置偏差和所述位置偏差修正值计算所述第二轴电机的速度补偿值，并采用所述速度补偿值对所述第二轴电机的当前速度指令进行补偿，使所述第二轴电机跟随所述第一轴电机的位置和转矩之后还包括：若检测到所述转矩偏差小于第二预设转矩阈值，则退出转矩偏差调节，使所述位置偏差修正值维持上一时刻的值；所述退出转矩偏差调节，是指不再执行根据转矩偏差计算位置偏差修正值的步骤，持续使用上一时刻的位置偏差修正值进行转矩偏差补偿；其中，所述第一预设转矩阈值仅用于触发启动转矩偏差调节，在转矩偏差调节启动后，由所述第二预设转矩阈值决定是否退出转矩偏差调节。在上述技术方案的基础上，所述根据所述转矩偏差计算所述第一轴电机和所述第二轴电机之间的位置偏差修正值之后还包括：对所述位置偏差修正值进行限幅处理，当所述位置偏差修正值超过预设角度限幅阈值时，将所述位置偏差修正值替换为所述预设角度限幅阈值。在上述技术方案的基础上，所述根据所述位置偏差和所述位置偏差修正值计算所述第二轴电机的速度补偿值之后还包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双电机同步控制方法，其特征在于，应用于双电机同步控制系统，所述双电机同步控制系统包括用于驱动所述第一轴电机的第一轴电机驱动器、用于驱动第二轴电机的第二轴电机驱动器，所述第一轴电机驱动器和所述第二轴电机驱动器通信连接，所述双电机同步控制方法包括采用所述第二轴电机驱动器执行以下步骤：在双电机同步运行过程中，实时获取所述第一轴电机的当前位置、速度及转矩和所述第二轴电机的当前位置、速度及转矩；根据所述第一轴电机的当前位置、速度以及预先训练得到的所述第一轴电机驱动器和所述第二轴电机驱动器之间的数据传输延迟预测所述第一轴电机的当前实际位置；根据所述第一轴电机的当前实际位置、所述第二轴电机的当前位置以及预先获取的所述第一轴电机和所述第二轴电机之间的位置偏差初始值计算所述第一轴电机和所述第二轴电机之间的位置偏差；根据所述第一轴电机的当前转矩和所述第二轴电机的当前转矩计算所述第一轴电机和所述第二轴电机之间的转矩偏差；根据所述转矩偏差计算所述第一轴电机和所述第二轴电机之间的位置偏差修正值；根据所述位置偏差和所述位置偏差修正值计算所述第二轴电机的速度补偿值，并采用所述速度补偿值对所述第二轴电机的当前速度指令进行补偿，使所述第二轴电机跟随所述第一轴电机的位置和转矩。...

【技术特征摘要】
1.一种双电机同步控制方法，其特征在于，应用于双电机同步控制系统，所述双电机同步控制系统包括用于驱动所述第一轴电机的第一轴电机驱动器、用于驱动第二轴电机的第二轴电机驱动器，所述第一轴电机驱动器和所述第二轴电机驱动器通信连接，所述双电机同步控制方法包括采用所述第二轴电机驱动器执行以下步骤：在双电机同步运行过程中，实时获取所述第一轴电机的当前位置、速度及转矩和所述第二轴电机的当前位置、速度及转矩；根据所述第一轴电机的当前位置、速度以及预先训练得到的所述第一轴电机驱动器和所述第二轴电机驱动器之间的数据传输延迟预测所述第一轴电机的当前实际位置；根据所述第一轴电机的当前实际位置、所述第二轴电机的当前位置以及预先获取的所述第一轴电机和所述第二轴电机之间的位置偏差初始值计算所述第一轴电机和所述第二轴电机之间的位置偏差；根据所述第一轴电机的当前转矩和所述第二轴电机的当前转矩计算所述第一轴电机和所述第二轴电机之间的转矩偏差；根据所述转矩偏差计算所述第一轴电机和所述第二轴电机之间的位置偏差修正值；根据所述位置偏差和所述位置偏差修正值计算所述第二轴电机的速度补偿值，并采用所述速度补偿值对所述第二轴电机的当前速度指令进行补偿，使所述第二轴电机跟随所述第一轴电机的位置和转矩。2.如权利要求1所述的双电机同步控制方法，其特征在于，在双电机同步运行过程中，实时获取所述第一轴电机的当前位置、速度及转矩和所述第二轴电机的当前位置、速度及转矩之前还包括：预先训练得到所述第一轴电机驱动器和所述第二轴电机驱动器之间的数据传输延迟，包括：向所述第一轴电机驱动器发送数据标志位，并记录发送所述数据标志位的时刻T1；所述数据标志位，用于触发所述第一轴电机驱动器接收所述数据标志位并记录接收到所述数据标志位的时间T2，以及将所述数据标志位返回至所述第二轴电机驱动器并记录发送所述数据标志位的时间T3；接收所述第一轴电机驱动器返回的所述数据标志位，并记录接收到所述数据标志位的时间T4，按照公式((T4-T1)-(T3-T2))/2计算得到本次测试得到的数据传输延迟；循环执行上述步骤预设次数，获得多次测试得到的数据传输延迟，计算所述多次测试得到的数据传输延迟的平均值，将所述平均值作为所述第一轴电机驱动器和所述第二轴电机驱动器之间的数据传输延迟。3.如权利要求1所述的双电机同步控制方法，其特征在于，在双电机同步运行过程中，实时获取所述第一轴电机的当前位置、速度及转矩和所述第二轴电机的当前位置、速度及转矩之前还包括：获取所述第一轴电机和所述第二轴电机之间的位置偏差初始值，包括：获取双电机的回原模式；若回原模式以当前位置为原点时，则采用第一轴电机的当前位置反馈减去第二轴电机的当前位置反馈得到所述位置偏差初始值；若回原模式以机械极限位置为原点，则采用第一轴电机和第二轴电机均处于机械极限位置时第一轴电机的位置反馈减去第二轴电机的位置反馈得到所述位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖金国，张文农，马世贤，姚虹，
申请(专利权)人：苏州汇川技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32