一種伺服驅動器的位置控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及伺服驅動器技術領域，更具體地說，特別涉及一種伺服驅動器的位置控制方法。
【背景技術】
[0002]伺服驅動器的控制性能由位置控制環(huán)、速度控制環(huán)和轉矩控制環(huán)的綜合性能來決定。位置控制器、速度控制器和轉矩控制器一般基于反饋信號，采用PID控制算法來實現(xiàn)閉環(huán)控制。由于現(xiàn)有的反饋信號具有一定的滯后性，并且精度較差，因此伺服系統(tǒng)無法實現(xiàn)快速的響應。同時，不能準確的判斷位置信號出現(xiàn)誤差。故而，有必要設計一種新的位置控制方法。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種精度高的伺服驅動器的位置控制方法。
[0004]為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下:
[0005]一種伺服驅動器的位置控制方法，所述控制方法包括以下步驟，
[0006]第一步、在一伺服驅動器上選擇位置指令；
[0007]第二步、根據(jù)位置指令設定脈沖輸出方式、電機轉動方式以及電機脈沖光給定方式，從而電機開始跟隨上述方式運行；
[0008]第三步、在電機運行過程中，通過一個位置編碼器實時檢測電機的位置，并將檢測到的電機的位置信號發(fā)送至伺服驅動器的位置環(huán)中，伺服驅動器的位置環(huán)根據(jù)反饋的位置信號實時調整位置環(huán)增益，并輸出位置環(huán)信號，伺服驅動器根據(jù)位置換增益實時驅動電機轉動的位置，即形成一種伺服驅動器驅動電機位置的控制方法。
[0009]優(yōu)選地，在位置信號反饋之前，還依次包括位置指令前饋增益和位置指令前饋濾波的步驟，并將該濾波后的位置指令疊加到輸出的位置環(huán)信號上。
[0010]優(yōu)選地，在位置信號反饋之前的位置環(huán)上還包括一位置指令濾波的步驟。
[0011]優(yōu)選地，在第二步的設定脈沖輸出方式和電機轉動方式之間還包括一電子齒輪切換的步驟。
[0012]優(yōu)選地，在輸出位置環(huán)信號之后還包括對伺服驅動器的位置誤差進行檢查的步驟，其具體檢查方法為:
[0013]如滿足以下條件，則不發(fā)生位置誤差，否則，發(fā)生位置誤差；
[0014]a、定位模塊輸出計數(shù)=伺服驅動器指令脈沖積累值；
[0015]b、指令脈沖積累值*電子齒輪數(shù)=反饋脈沖積累值；
[0016]C、反饋脈沖積累值*脈沖的移動量=機械位置。
[0017]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:本發(fā)明的控制方法通過采用位置編碼器實時檢測電機的位置，并在位置信號反饋之前，依次增加位置指令前饋增益和位置指令前饋濾波的步驟，并將該濾波后的位置指令疊加到輸出的位置環(huán)信號上，避免了反饋信號的滯后性，進而提高了控制的精度。同時，通過參數(shù)的比較來確定是否發(fā)生位置誤差，提高了位置誤差判定的精確度。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1是本發(fā)明所述伺服驅動器的位置控制方法的控制框圖。
[0020]圖2是本發(fā)明所述伺服驅動器的位置控制方法中位置控制模式下模擬量轉矩輸入和模擬量速度限制的接線圖。
[0021]圖3是本發(fā)明所述伺服驅動器的位置控制方法中位置控制模式下1接線圖。
[0022]圖4是本發(fā)明所述伺服驅動器的位置控制方法中位置誤差判斷的框架圖。
[0023]圖5是伺服驅動器中的晶體管ON/OFF關系圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
[0025]參閱圖1至圖3所示，本發(fā)明提供一種伺服驅動器的位置控制方法，所述控制方法包括以下步驟:第一步、在一伺服驅動器上選擇位置指令；第二步、根據(jù)位置指令設定脈沖輸出方式A、電機轉動方式以及電機脈沖光給定方式C，從而電機開始跟隨上述方式運行；第三步、在電機運行過程中，通過一個位置編碼器實時檢測電機的位置，并將檢測到的電機的位置信號G發(fā)送至伺服驅動器的位置環(huán)中，伺服驅動器的位置環(huán)根據(jù)反饋的位置信號G實時調整位置環(huán)增益E，并輸出位置環(huán)信號F，伺服驅動器根據(jù)位置環(huán)增益E實時驅動電機轉動的位置，即形成一種伺服驅動器驅動電機位置的控制方法。
[0026]并且位置信號G反饋之前，本發(fā)明還依次包括位置指令前饋增益H和位置指令前饋濾波I的步驟，并將該濾波后的位置指令疊加到輸出的位置環(huán)信號F上，可以進一步的提高精度。并且，在位置信號G反饋之前的位置環(huán)上還包括一位置指令濾波D的步驟。在設定脈沖輸出方式和電機轉動方式之間還包括一電子齒輪切換B的步驟。
[0027]指令脈沖輸出形式有三種輸入形式可選擇(+方向、正反脈沖和AB相脈沖)，并可選擇正邏輯和負邏輯，如:以輸入波形為賦邏輯，正轉脈沖串/反轉脈沖串舉例進行說明，伺服驅動器中晶體管ON/OFF關系如圖5所示。
[0028]在伺服驅動器運行過程中，電機開始跟最位置指令脈沖運行。可通過面板或者后臺軟件查看指令脈沖積累P、反饋脈沖積累C’、滯留脈沖E’來了解電機的運行狀況。
[0029]在輸出位置環(huán)信號F之后還包括對伺服驅動器的位置誤差進行檢查的步驟，其具體檢查方法為:如滿足以下條件，則不發(fā)生位置誤差，否則，發(fā)生位置誤差；
[0030]a、定位模塊輸出計數(shù)=伺服驅動器指令脈沖積累值；
[0031]b、指令脈沖積累值*電子齒輪數(shù)=反饋脈沖積累值；
[0032]C、反饋脈沖積累值*脈沖的移動量=機械位置。
[0033]如圖4所示，在產(chǎn)生位置偏差時，應該檢查圖4中的(a)輸出脈沖計數(shù)器，(b)指令脈沖累積顯示，(c)反饋脈沖累積顯示和(d)機械停止位置。此外，(A) (B)是引起位置偏差的主要原因。例如(A)表示定位裝置和伺服驅動器的接線中由于受到噪聲的影響而引起脈沖計數(shù)錯誤。
[0034]在不發(fā)生位置誤差的正常狀態(tài)下，以下關系成立:
[0035]a、Q = P (定位模塊輸出計數(shù)=伺服驅動器指令脈沖累積)；
[0036]b、使用電子齒輪時，指令脈沖累積X電子齒輪=反饋脈沖累積；
[0037]c、C’.Δ = M(反饋脈沖累積X I脈沖的移動量=機械位置)。
[0038]在產(chǎn)生位置偏差時，請按照以下步驟檢查。
[0039]a、當Q # P時，定位裝置和伺服驅動器的脈沖串信號的接線由于噪聲的影響而引起脈
[0040]沖計數(shù)錯誤。(其原因為A)，可采用以下的檢查對策。
[0041]?檢查線路的屏蔽處理。
[0042]?把集電極開路方式改成差動線驅動方式。
[0043]?與強電線路分開接線。
[0044]b、指令脈沖累積X電子齒輪#反饋脈沖累積時
[0045]運行中伺服開啟信號(SON)或正轉.反轉行程末端信號(LSP.LSN)置為OFF，或清除信號(CR)，復位信號(RES)置為ON。
[0046]c、當C’.Δ # M時，伺服電機和機械之間發(fā)生了機械位置滑動。
[0047]本發(fā)明的控制方法通過采用位置編碼器實時檢測電機的位置，并在位置信號反饋之前，依次增加位置指令前饋增益和位置指令前饋濾波的步驟，并將該濾波后的位置指令疊加到輸出的位置環(huán)信號上，避免了反饋信號的滯后性，進而提高了控制的精度。同時，通過參數(shù)的比較來確定是否發(fā)生位置誤差，提高了位置誤差判定的精確度。
[0048]雖然結合附圖描述了本發(fā)明的實施方式，但是專利所有者可以在所附權利要求的范圍之內做出各種變形或修改，只要不超過本發(fā)明的權利要求所描述的保護范圍，都應當在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種伺服驅動器的位置控制方法，其特征在于:所述控制方法包括以下步驟， 第一步、在一伺服驅動器上選擇位置指令； 第二步、根據(jù)位置指令設定脈沖輸出方式、電機轉動方式以及電機脈沖光給定方式，從而電機開始跟隨上述方式運行； 第三步、在電機運行過程中，通過一個位置編碼器實時檢測電機的位置，并將檢測到的電機的位置信號發(fā)送至伺服驅動器的位置環(huán)中，伺服驅動器的位置環(huán)根據(jù)反饋的位置信號實時調整位置環(huán)增益，并輸出位置環(huán)信號，伺服驅動器根據(jù)位置換增益實時驅動電機轉動的位置，即形成一種伺服驅動器驅動電機位置的控制方法。2.根據(jù)權利要求1所述的伺服驅動器的位置控制方法，其特征在于:在位置信號反饋之前，還依次包括位置指令前饋增益和位置指令前饋濾波的步驟，并將該濾波后的位置指令疊加到輸出的位置環(huán)信號上。3.根據(jù)權利要求1所述的伺服驅動器的位置控制方法，其特征在于:在位置信號反饋之前的位置環(huán)上還包括一位置指令濾波的步驟。4.根據(jù)權利要求1所述的伺服驅動器的位置控制方法，其特征在于:在第二步的設定脈沖輸出方式和電機轉動方式之間還包括一電子齒輪切換的步驟。5.根據(jù)權利要求4所述的伺服驅動器的位置控制方法，其特征在于:在輸出位置環(huán)信號之后還包括對伺服驅動器的位置誤差進行檢查的步驟，其具體檢查方法為: 如滿足以下條件，則不發(fā)生位置誤差，否則，發(fā)生位置誤差； a、定位模塊輸出計數(shù)=伺服驅動器指令脈沖積累值； b、指令脈沖積累值*電子齒輪數(shù)=反饋脈沖積累值； C、反饋脈沖積累值*脈沖的移動量=機械位置。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種伺服驅動器的位置控制方法，包括：第一步、在一伺服驅動器上選擇位置指令；第二步、根據(jù)位置指令設定脈沖輸出方式、電機轉動方式以及電機脈沖光給定方式，從而電機開始跟隨上述方式運行；第三步、在電機運行過程中，通過一個位置編碼器實時檢測電機的位置，并將檢測到的電機的位置信號發(fā)送至伺服驅動器的位置環(huán)中，伺服驅動器的位置環(huán)根據(jù)反饋的位置信號實時調整位置環(huán)增益，并輸出位置環(huán)信號，伺服驅動器根據(jù)位置換增益實時驅動電機轉動的位置，即形成一種伺服驅動器驅動電機位置的控制方法。本發(fā)明避免了反饋信號的滯后性，進而提高了控制的精度。同時，通過參數(shù)的比較來確定是否發(fā)生位置誤差，提高了位置誤差判定的精確度。
【IPC分類】G05D3/12
【公開號】CN104932540
【申請?zhí)枴緾N201510234080
【發(fā)明人】王曉軍
【申請人】廣東技術師范學院
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年5月8日