[发明专利]基于变频器的控制方法及用于行走定位设备的控制装置

说明书

本发明涉及一种基于变频器的控制方法，该控制方法用于对行走定位设备进行高精度定位，包括如下步骤：确定与该行走定位设备的最小正向速度和最小反向速度对应的变频器最小正向频率和最小反向频率；确定行走定位设备在正、反方向分别输出特定频率时所对应的特定速度；输入阶跃频率信号并记录频率‑速度响应曲线；根据所记录的频率‑速度响应曲线，采用Ziegler‑Nichols阶跃响应法为该变频器设定自适应PID参数。本发明还涉及一种用于行走定位设备的控制装置，该控制装置包括：由变频器驱动的电机；位置传感器；控制单元，该控制单元基于上述的控制方法控制该变频器的输出频率，从而控制该电机实现对所述行走定位设备的高精度定位。

技术领域

本发明涉及一种基于变频器的控制方法，用于对行走定位设备进行高精度定位。本发明还涉及一种用于行走定位设备的控制装置。

背景技术

传统的定位控制方法普遍使用接近开关控制或者适用高低速控制。上述方法适用于精度和定位时间要求不严格的场合。但是，上述的控制方法并不适用于需要高精度或时间最优的控制定位的应用场景。

定位控制系统通过建立变频器的斜坡发生器数学模型，为行走定位设备实时计算当前所需的目标速度来输出相应的变频器频率。但行走定位设备的实际速度与目标速度会存在一定的偏差，需要用PID控制进行修正。由于每个现场的行走定位设备的数学模型及现场工况均存在差异，在现场通过经验来试凑PID参数会花费大量时间且不一定能达到最优效果。

因此，希望能够提供一种自适应PID参数的方法，尤其是希望该方法能够在无需了解定位控制系统的数学模型的情况下极大地减少了工程师的调试负担并且自适应得到的结果也优于传统的经验调整。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于变频器控制的高精度定位的控制方法，一方面为变频器控制提供了一些必要的基础控制参数，另一方面也能够自适应PID参数。

根据本发明的一个方面，提供了一种基于变频器的控制方法，该控制方法用于对行走定位设备进行高精度定位，包括如下步骤：确定与所述行走定位设备的最小正向速度和最小反向速度对应的变频器最小正向频率和最小反向频率；确定行走定位设备在正、反方向分别输出特定频率时所对应的特定速度；输入阶跃频率信号并记录频率-速度响应曲线；根据所记录的频率-速度响应曲线，采用Ziegler-Nichols阶跃响应法为所述变频器设定自适应PID参数。

确定与所述行走定位设备的最小正向速度和最小反向速度对应的变频器最小正向频率和最小反向频率的步骤包括：

从0赫兹开始，每个循环周期以一定频率步长增加变频器频率，一旦检测到所述行走定位设备有正向的实时速度，则判断所述行走定位设备做正向运动，并将变频器的实时输出频率作为最小正向速度所对应的最小正向频率，否则，在检测到所述行走定位设备有反向的实时速度时，则判断系统异常，停止所述行走定位设备；

从0赫兹开始，每个循环周期以一定频率步长减小变频器频率，一旦检测到所述行走定位设备有反向的实时速度，则判断所述行走定位设备做反向运动，并将变频器的实时输出频率作为最小反向速度所对应的最小反向频率，否则，在检测到所述行走定位设备有正向的实时速度时，则判断系统异常，停止所述行走定位设备。

在确定行走定位设备在变频器输出特定频率时所对应的特定速度的步骤中，以变频器最大频率的若干等分作为频率步长，将在变频器最小正向频率或最小反向频率与变频器最大频率之间的所述频率步长的倍数作为所述特定频率。