[发明专利]一种双轴同步控制单元及控制方法

说明书

本发明公开了一种双轴同步控制单元及控制方法，该控制单元包括主动轴、从动轴、主动轴电机、从动轴电机、控制主动轴电机的第一伺服驱动器、控制从动轴电机的第二伺服驱动器、速度控制模块、速度补偿模块、误差分析模块、主控板、对应主动轴电机的电机编码器；其中主控板实时采集双轴电机电流信息并进行对比补偿，可适应两个电机负载不同时的工况和负载不断变化时的工况，并同时根据主动轴电机速度输出从动轴电机速度；从动轴速度＝主动轴速度+补偿速度。

技术领域

本发明涉及动力系统的双轴驱动技术领域。

背景技术

市面上现有的双轴同步控制器一般都是通过CANOPEN通讯控制一个驱动轴做主，另外一个驱动轴做从的跟随同步，通过canopen实时对主轴发送速度控制指令，从轴再根据主轴的速度进行实时跟随。现有的双轴同步控制器一般都是通过CANOPEN通讯进行两个电机的主从跟随同步，这种同步方式只能实现简单的从动轴跟随主动轴随动，在跟随出现偏差时并不能对主轴进行主动干预，且对两轴位置环和电流环偏差没有实时监测，不能对外围负载的变化趋势提前形成主动干预控制，控制效果较差。同时，Canopen通讯直接控制电机速度的响应时效及频率相比脉冲来说控制效果较差，且主从跟随时从动轴电机的响应存在时间置后。现有的双轴同步控制器一般都是在电机输出侧实现同步控制，而实际应用则是在机械结构动力输出侧的终端位置实现同步，这就需要控制器具有能够调节和补偿外部实际偏差的功能，而现有的控制器不能满足此需求。

故，需要一种新的技术方案以解决上述问题。

发明内容

发明目的：本发明提供一种双轴同步控制单元及控制方法，通过差值计算与补偿对二个电机进行实时速度控制，达到两个电机同步运行的目的。

技术方案：为达到上述目的，本发明双轴同步控制单元可采用如下技术方案：

一种双轴同步控制单元，包括主动轴、从动轴、主动轴电机、从动轴电机、控制主动轴电机的第一伺服驱动器、控制从动轴电机的第二伺服驱动器、速度控制模块、速度补偿模块、误差分析模块、主控板、对应主动轴电机的电机编码器；

所述主控板用以根据采集的主动轴当前电机编码器值及目标位置，采用运行控制曲线进行计算，输出主动轴电机速度，同时根据主动轴电机速度输出从动轴电机速度；从动轴速度＝主动轴速度+补偿速度；

所述速度控制模块用以接收主控板的指令并控制主动轴电机速度和从动轴电机速度；

所述误差分析模块用以计算得出主动轴电机、从动轴电机实时的位置跟随误差、速度偏差、负载偏差，以及电机速度变化趋势信息

所述速度补偿模块以误差分析模块计算所得的各种偏差数据做为补偿模块的输入参数，结合内部补偿计算得出补偿的速度差值，补偿给从动轴电机。

进一步的，主控板通过Can通讯TPDO同步帧方式同步读取主动轴电机、从动轴电机的位置、跟随误差、转矩、速度参数，通过脉冲给主动轴电机、从动轴电机写实时速度。

进一步的，所述速度控制模块输出两种模式：一、双轴同步模式，即主动轴、从动轴速度和位置同步；二、双轴偏差补偿模式，即主动轴、从动轴机械输出每圈偏差固定编码器值，用以补偿外部结构误差导致的输出不同步。

进一步的，还包括异常处理模块，当控制系统受外在因素影响造成了主动轴电机、从动轴电机卡死后，异常处理模块具有重新调整恢复主动轴电机、从动轴电机正常工作的功能。

本发明提供的根据所述双轴同步控制单元的控制方法可采用以下技术方案，提供双轴偏差补偿以获取补偿速度，包括以下步骤：

(1)、提供预设转速且无外部负载干扰下主动轴、从动轴的响应曲线；该响应曲线记录于直角坐标系中，且X轴为时间、Y轴为转速；