[发明专利]一种根据电流积分消除直流电机空程的方法

说明书

一种根据电流积分消除直流电机空程的方法，涉及直流电机运动控制技术领域。本发明是为了解决直流电机驱动的运动控制系统存在机械空程，且现有大机械空程的补偿方法控制精度不足的问题。本发明所述的一种根据电流积分消除直流电机空程的方法，该方法基于电机绝对编码器和直流电机电流采集卡的测量值，计算无空程时的电流积分值作为系统控制期望，改善了有空程情况下系统的控制效果，提高了控制精度。本发明算法设计过程简单，思路新颖，同时保证了较好的控制效果。本发明适用于直流电机驱动的位置或转向控制系统领域，并且对运动控制系统的具体机械结构无限制。

技术领域

本发明属于直流电机运动控制技术领域。

背景技术

运动控制系统是通过对电动机电压、电流、频率等输入电量的控制，来改变工作机械的转矩、速度、位移等机械量，使各种工作机械按人们期望的要求运行，以满足生产工艺及其他应用的需求。直流伺服电机在运动控制系统中有很广泛的应用，同时，直流电机是通过机械联动装置驱动工作机械的，在电机和机械联动装置内会存在机械空程或间隙，使得运动控制系统的位移运动精度下降。

当前，使用电机克服机械空程的研究大都集中于双电机方法，对于单电机方法的研究成果仍然较少。文献“执行机构的空程补偿.王锦标，吴伟林.检测与仪表.2000(3)：31-33”研究了大机械空程的补偿问题，提出了一种使用单电机克服空程的方法，但该方法的缺点是会将电机反转时中出现的反向电流通过方差计算，记为正向电流，也就是无法识别正反向电流。

文献“执行机构的空程补偿.王敏，奚丽华.一重技术.2005(3):56-57”，广泛研究了空程补偿问题，并提出了根据测量信号的变化进行空程补偿的方法，但是并没有进行详细阐述。公开号为CN105946965A，名称为《基于直流电机电流方差滚动计算的转向机构空程补偿方法》的发明专利针对大空程补偿问题进行了研究，但在处理小空程时的控制精度尚不够令人满意。

发明内容

本发明是为了解决直流电机驱动的运动控制系统存在机械空程，且现有大机械空程的补偿方法控制精度不足的问题，现提供一种根据电流积分消除直流电机空程的方法。

一种根据电流积分消除直流电机空程的方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：确定直流电机运动控制系统的作业范围，在该作业范围内确定直流电机正向和负向运动过程中电机电流积分值的采样点，然后执行步骤二；

步骤二：使直流电机运动至与机械传动系统接触，然后分别执行步骤三和步骤五；

步骤三：记录直流电机上电机编码器当前的位置，并将该位置作为直流电机正向运行过程的第1个正向采样点，然后执行步骤四；

步骤四：使直流电机带动负载从第1个正向采样点运动到第i_a个正向采样点，实时测量直流电机在该运动过程中的电流值，并计算直流电机从第1个正向采样点到达第i_a个正向采样点的电流积分值，其中，i_a＝2,3,...,k，k表示正向采样点的个数，当i_a＝k时，共获得k-1个正向采样点的电流积分值，然后执行步骤七；

步骤五：记录当前电机编码器的位置，并将该位置作为直流电机负向运行过程的第1个负向采样点，然后执行步骤六；

步骤六：使直流电机带动负载从第1个负向采样点运动到第i_b个负向采样点，实时测量直流电机在该运动过程中的电流值，并计算直流电机从第1个负向采样点到达第i_b个负向采样点的电流积分值，其中，i_b＝2,3,...,g，g表示负向采样点的个数，当i_b＝g时，共获得g-1个负向采样点的电流积分值，然后执行步骤七；