[发明专利]一种双电机同步控制系统及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，特别涉及一种双电机同步控制系统及其实现方法。

背景技术

在造纸、印染、纺织及数控机床等高精度、高转速传动系统中，多电机同步控制历来是最核心的问题。电机同步控制的好坏直接影响着系统的可靠性和产品的质量。

现有的电机同步控制技术中，电机在同步系统中的地位是相同的：其运行状况、响应速度和负载情况基本相同。在进行电机同步控制时，采用相同的控制手段即可使得多电机实现同步运行。然而，随着数控技术的基本，在一些技术领域中多电机在同步系统中的地位差别很大，比如 ：在利用PET-CT对进行患者病灶部位进行断层成像过程中，其中一种采集投影数据的方式是螺旋扫描。在这种方式下，搭载X射线球管、数据采集系统等影像链主要部件的旋转机架旋转，同时载有患者的运动床水平运动，两者具有一定的位置对应关系以达到均匀投影采样的目的。其中，旋转机架与运动床的驱动电机负载相差悬殊，大惯量调速响应缓慢，但容易维持运行状态，因此，两电机（旋转机架电机和运动床电机）在同步控制过程中的地位不宜等同，两台电机应为主从位置同步关系。

为了实现这种主从电机的同步控制，在目前市场上成熟PET-CT产品中，对旋转机架多采用传统的电机加传动链驱动方式。然而，这种方式增加了机架内部件数量，运动床多为步进电机驱动方式，但步进电机固有的丢步问题又降低了运动的精度。

发明内容

为克服现有技术中双电机在同步系统中地位不等同之时，其控制困难、成本高、运动精度低等问题的不足，本发明的目的在于提供一种运动控制精度高、系统的灵活性较佳的双电机同步控制系统及其实现方法。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明采用了以下技术方案：

一种双电机同步控制系统，其包括：一用于输入用户指令的主控机；与第一电机相连的第一变频器和第一位置编码器；与第二电机相连的第二变频器和第二位置编码器；与所述主控机相连的主控制器，所述主控制器包括一控制器，与所述控制器相连的四条通信线路；所述控制器为运行于主控制器上的控制算法软件程序，所述四条通信线路为：与所述第一变频器相连的第一通信线路；与第一位置编码器相连的第二通信线路；与第二变频器相连的第三通信线路；与第二位置编码器相连的第四通信线路。

进一步的，所述主控制器为嵌入式控制器，其上进一步设置有：中央处理器、用于控制输入和输出的南桥芯片和用于内存管理的北桥芯片，所述中央处理器连接所述南桥芯片和北桥芯片。

进一步的，所述中央处理器为安装有嵌入式实时操作系统的处理器。

进一步的，所述第一电机用于驱动旋转机架，所述第二电机用于驱动运动床。

进一步的，所述第一电机为主电机，其采用三相交流直驱电机；所述第二电机为从电机，其采用三相交流伺服电机。

一种双电机同步控制系统双电机同步控制的实现方法，其包括以下步骤：

S1、系统上电，主控机接收输入的第一电机和第二电机的参考位置，然后发送给主控制器；

S2、主控制器控制第一变频器输出第一给定频率到第一电机；

S3、主控制器计算得到第二给定频率；

S4、主控制器控制第二变频器输出第二给定频率到第二电机；

S5、重复进行步骤S2到S4，直至控制系统停止

进一步的，所述步骤S2具体包括以下步骤：

S21、主控制器根据接收的第一电机的参考位置和第一位置编码器得到的第一电机的实际位置，计算得到第一电机的位置误差量；

S22、主控制器根据所述位置误差量，经过微分环节得到速度误差量，然后根据所述速度误差量，计算得出第一变频器的第一给定频率。

进一步的，所述步骤S3具体包括以下步骤：

S31、主控制器根据第一、二位置编码器分别得到第一、二电机的实际位置，经计算得到第二电机的修正误差量；

S32、主控制器根据接收的第二电机的参考位置、第二电机的实际位置和第二电机的修正误差量，计算得到第二电机的位置误差量；

S33、主控制器根据所述位置误差量，经过微分环节得到速度误差量，然后根据所述速度误差量，计算得出第二变频器的第二给定频率。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：