[发明专利]一种交流伺服控制系统

说明书

一种交流伺服控制系统，用于控制交流伺服电机，包括：中央处理单元MCU、人机交互单元、接口单元，编码器和电机控制单元，中央处理单元MCU分别连接人机交互单元、接口单元和电机控制单元；编码器被安装于电机上，以反馈电机的动作；电机控制单元与编码器连接，用于根据编码器的反馈来生成转矩指令。根据本发明所述的交流伺服控制系统，既能及时地检测电机的失控，又能抑制误检测。

技术领域

本发明属于数字控制技术领域，涉及一种交流伺服电机的驱动控制技术，该技术特别用于对电机的失控进行检测。

背景技术

交流伺服电机由于误配线等原因，会进入与加速指令反向的失控状态。现有技术中对检测这种失控状态的方法通常有两种：

（1）当伺服电机处于加速中时，若伺服电机的加速方向与对伺服电机的转矩指令不同，则判断为失控状态。但是，该方法在电机因偏移或不平衡负载等有所动作的情况下，会出现误检测。

（2）当伺服电机开始加速后监控速度，将速度与位移速度进行比较，若大于位移速度，则进行位移速度的更新与伺服电机的失控检测。但是，该方法在电机速度超过峰值速度之前无法检测失控，尤其在惯性负载大的情况下，失控检测耗费时间。而且，在因控制器的增益设定而产生了控制不稳定的振荡时，也会出现误检测。

发明内容

本发明的目的在于，如何既能及时地检测电机的失控，同时又能抑制误检测。

本发明中，为了解决上述技术问题，公开了一种交流伺服控制系统，用于控制交流伺服电机，包括：中央处理单元MCU、人机交互单元、接口单元，编码器和电机控制单元，中央处理单元MCU分别连接人机交互单元、接口单元和电机控制单元；编码器被安装于电机上，以检测电机的动作；电机控制单元与编码器连接，用于根据编码器的反馈来生成转矩指令。

本发明中对电机的急冲的符号、与转矩指令微分值的符号进行比较，若两者符号的不一致持续规定时间以上，则判断为失控状态。

详细而言，本发明的电机控制单元以电机的检测速度与指令速度一致的方式来生成转矩指令，以控制所述电机，所述电机控制单元包括：转矩指令微分部件，对所述转矩指令进行微分而获得转矩指令微分值；二阶微分部件，对所述电机的检测速度进行二阶微分以获得电机急冲；以及失控检测部件，若所述电机急冲的符号与所述转矩指令微分值的符号不一致的异常状态持续规定时间以上，则判断所述电机为失控状态。

当存在不平衡负载等时，即使正常动作，转矩指令与电机加速度的符号也有可能不一致，但只要是正常动作，则转矩指令微分值与电机急冲的符号仍是一致的。因此，本发明的电机控制单元即使在存在不平衡负载的情况下，也能够无误检测且迅速地检测电机的失控。

本发明的失控检测部件以规定时间间隔来对转矩指令微分值与电机急冲的符号进行比较，若反复规定次数检测到不一致这一判定结果，则能够判断电机处于失控状态。例如，当将所述规定时间设为10毫秒时，每隔1毫秒来判定符号的一致/不一致，只要连续10次为不一致时，判定为失控状态即可。

优选的是，本发明中的失控检测部件在所述转矩指令不为0且所述转矩指令的微分值为0时，若所述电机的一阶微分值即电机加速度的符号与所述转矩指令的符号不一致，则也判断为异常状态。

设想在失控中转矩指令值饱和的事态。此时，转矩指令微分值变为0，依靠转矩指令微分值与电机急冲的符号比较无法检测失控。因此，若转矩指令不为0且转矩指令微分值为0，则可根据电机加速度的符号与转矩指令的符号来检测失控。

尽管转矩饱和但电机加速度与转矩指令不一致的状态并非正常动作，因此在转矩饱和时，基于电机加速度与转矩指令的符号的判定也不会产生误检测。