[发明专利]一种双电机同轴驱动消隙控制系统及其消隙控制方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种双电机同轴驱动消隙控制系统及其所对应的消隙控制方法，涉及双电机同轴驱动控制技术领域。

背景技术

在基于机械传动控制系统中，传动链非线性齿隙的存在不仅影响控制系统动态性能也同时影响系统的定位精度。因此，在高精度定位精度控制领域，为提高控制精度需要消除传动链齿隙。现有技术主要采用两种方法：机械消隙和双电机同轴驱动进行消隙。

中国专利申请号：CN201210022983.X，申请日：2012年1月11日，专利名称为：消隙齿轮，该发明涉及一种消隙齿轮，由纵分的齿轮片和消隙机构组成。在齿轮啮合时，利用消隙机构对外侧齿轮片产生周向推力，使中间齿轮片与外侧齿轮片发生错齿，在传动中消除了传动间隙。机械消隙方法的不足之处在于，该方法是在传动链中增加机械消隙机构，使传动机构设计复杂，调试难度增加。随着控制技术的不断发展，机械消隙的方法越来越少。

双电机同轴驱动消隙控制基本原理是基于力矩补偿的原理完成，控制电机消隙方法之一如中国专利申请号：CN201010185282.9，申请日：2010年5月28日，专利名称为：一种双电机驱动消隙装置及消隙方法，该专利消隙方法其特别之处在于：通过电机控制系统的控制作用，在第一电机和第二电机运行的过程中，始终保持第一电机的输出力矩与第二电机的输出力矩之差为一恒定值。这种消隙方法的特点回避了两台驱动器之间的数据交换，使用简单，无需增加任何硬件。此方法的不足之处在于，该方法是在两电机设置固定消隙力矩，不仅损失电机驱动功率，同时由于固定消隙力矩大小相等、方向相反，因此影响双电机的同步性能。

控制电机消隙方法二如中国专利申请号：CN200920232354.3，申请日：2009年9月29日，专利名称为：交流伺服系统双机电消隙控制装置，该专利消隙方法其特别之处在于：在两组交流驱动器之间连接一消隙控制电路；消隙控制电路包括一个电流求和装置、一个能将电流信号转变为一个按力矩关系曲线调整的偏置电压信号的函数发生器，依据力矩曲线关系调整消隙力矩。这种消隙方法没有上述控制电机消隙方法之一的缺点，采用模拟消隙电路完成消隙控制，不足之处在于，该方法是在两电机驱动器之间专门设计一消隙电路，增加硬件成本和安装空间，同时这种方法实际调试较为复杂。

目前随着控制技术的不断发展，电机驱动器智能化、数字化程度越来越高，可根据应用需求在通用电机驱动器提供基本功能基础上进行适当连接和二次编程，完成不同的应用需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的缺陷，提供一种双电机同轴驱动消隙控制系统及其所对应的消隙控制方法，无需额外增加硬件，通过在数字化控制的电机驱动器中二次编程，增加消隙控制环节，实现通用电机驱动器的双电机同轴驱动消隙控制，并可根据需要方便设定消隙力矩的大小，且将双电机的速度反馈信号同时接入的控制回路中，避免双电机同轴驱动常见的差速震荡问题。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种双电机同轴驱动消隙控制系统，包括上位机、主电机驱动器、从电机驱动器、第一电机、第二电机、第一机械传动链以及第二机械传动链；所述上位机分别经过现场总线与主电机驱动器和从电机驱动器相连，主电机驱动器经过第一电机与第一机械传动链相连，从电机驱动器经过第二电机与第二机械传动链相连，第一、第二机械传动链分别接入系统所驱动的负载；上位机产生运动控制的轨迹，通过现场总线实现对主电机驱动器的控制，同时主电机驱动器和从电机驱动器向上位机传输运行状态信息；主电机驱动器实现双电机同轴驱动控制系统中的速度回路控制功能，同时完成消隙控制；从电机驱动器配合主电机驱动器实现消隙控制。