[实用新型]一种双电机同步控制系统

说明书

技术领域

本实用新型属于电机同步控制领域，更具体地说，涉及一种用于提高双电机控制同步精度的系统。

背景技术

在双电机同步控制中，为提高同步控制精度，采用的方法主要有两种：

①采用一台电机代替两台电机驱动，通过传动长轴驱动两侧运动装置运行，具体应用可参见文献《大跨度的扫描架设计与加工工艺》（机械工程师2010年第2期起重运输机械2010(2)P128～P130，作者：江门市化工仪表厂刘剑）；

②采用先进的复杂的控制算法，实现对双电机驱动的同步控制，如文献《基于广义预测的双电机同步控制》（机电工程2010(3)P107～P110，作者：浙江大学现代制造工程研究所盛华等）；文献《基于PFC算法的双电机同步运动控制研究》（《工业控制计算机2011(8)P52～P54，作者：重庆通信学院王敬志等）；

③通过改善各运动轴位置环的性能，减小各轴的跟踪误差，从而提高系统的同步精度。如文献《双电机驱动升降机构运动实时同步控制技术》（控制与检测2009(9)P60～P63，作者：中国工程物理研究院机械制造工艺研究所王亚军等）；

这三种定位方法中，方法①的特点是同步精度高，是一种有轴传动控制方法，由于其结构设计复杂，成本高，目前这种方法已很少使用；方法②的特点是同步精度根据实际需求进行调试，调试过程复杂，对调试技术人员的要求高，有很多先进控制方法目前暂处于理论研究阶段；方法③是一种常规的同步控制方法，提高同步控制精度和多方面因素相关，由于是通过提高单轴控制精度来提高双电机同步控制精度，因而受外界因素（如负载变化、控制元件的变化等）影响较大，一般用于精度要求不高的场合。

综上所述，现有技术中缺少一种同时兼具成本低廉、同步精度高且调试过程简单实用的双电机同步控制系统。

中国专利申请号：201010614226，申请日：2010.12.30，专利名称为：硅片传输机械手双电机同步控制装置及其方法，该发明的不足之处在于，该方法利用电机编码器输出作为位置反馈求出位置差和速度差进行交叉耦合算法计算，同时结合两电机位置控制，进行同步控制，需要整定的控制参数较多，整定过程复杂；该交叉耦合控制利用电机编码器的反馈，因此，必须将其并线输出，仅能适应部分编码器接口协议，同时，如在已有的双电机同步控制系统进行交叉耦合控制改造，以提高同步精度，则现有硬件系统改动量大，操作麻烦。

发明内容

1、本发明要解决的问题

针对现有技术中存在的双电机同步控制装置和方法难以同时兼具成本低、精度高且工程中易实现的问题，本实用新型提供了一种双电机同步控制系统，它可以实现双电机同步控制的低成本、高精度及易调试。

2、技术方案

本实用新型的基本原理是：本发明基于交叉耦合控制算法，实时采集双电机驱动位置差，通过一定的控制算法，对双电机的运行速度进行补偿，从而实现双电机精确位置同步。同时，本发明将交叉耦合控制的速度补偿简化为对负载位置轴的位置反馈进行补偿修正，从而将交叉耦合控制独立出双电机同步控制系统，并将控制参数简化为单参数整定，简化了调试过程。

以上目的通过以下技术方案实现：

一种双电机同步控制系统，它包括上位机、第一电机驱动器、第二电机驱动器、第一电机、第二电机、第一负载、第二负载、第一位置传感器和第二位置传感器，所述的上位机的输出端分别与第一电机驱动器、第二电机驱动器连接，所述的第一电机驱动器、第一电机、第一负载、第一位置传感器依次连接，所述的第二电机驱动器、第二电机、第二负载、第二位置传感器依次连接；所述的上位机产生运动控制的轨迹，第一电机驱动器、第二电机驱动器控制第一电机、第二电机运行，并带动第一、第二负载，负载沿上位机产生的轨迹运行。它还包括位置反馈修正补偿模块，所述的位置反馈修正补偿模块的输入端接所述的第一位置传感器和第二位置传感器，输出端接所述的上位机的输入端。

进一步地，所述的位置反馈修正补偿模块包括第一编码器输入接口、第二编码器输入接口、第一编码器输出接口、第二编码器输出接口和运算单元，所述第一编码器输入接口、第二编码器输入接口、第一编码器输出接口、第二编码器输出接口分别与所述的运算单元连接；

其中，所述的第一编码器输入接口和所述的第一位置传感器连接，所述的第二编码器输入接口和所述的第二位置传感器连接，所述的第一编码器输出接口、第二编码器输出接口分别接入所述上位机的输入端。位置反馈修正补偿模块依据第一位置传感器、第二位置传感器检测的位置差通过控制算法对第一位置传感器、第二位置传感器的检测值进行修正补偿，并将信号传送给上位机。

3、有益效果