[发明专利]一种电动关节驱动器电流可调式重构方法及系统

说明书

本发明提供一种电动关节驱动器电流可调式重构方法及系统，涉及电机控制领域，包括以下步骤：确定电机每一相的PWM占空比，并判断电机的三相中PWM占空比小于最大PWM占空比的相数；当电机的三相PWM占空比均小于最大PWM占空比时，对电机的每一相的相电流进行采集；当电机只有一相的PWM占空比大于最大PWM占空比时，对小于最大PWM占空比的两相的相电流进行采集，得到该两相的相电流，重构出该剩余一相的相电流；当电机有两相的PWM占空比大于最大PWM占空比时，将大于最大PWM占空比的两相中的一相进行偏置值补偿，本发明解决目前电流采样精度差、永磁同步电机过调制效果差的问题。采用单参数调节的方式零活调整最大占空比，使电机实现全速范围运转。

技术领域

本发明涉及电机控制领域，特别涉及一种电动关节驱动器电流可调式重构方法。

背景技术

在机器人、机械臂、机械狗等领域，电动关节作为核心部组件越来越向小型化轻量化的方向发展。核心部组件作为关键器件影响着机器人整体的控制效果。由于需要对电动关节实施高精度，高稳定性控制，通常采用矢量控制技术，该技术的关键点是确保电流高精度采样以及能最大化的提高PWM波形的占空比。为了达到该设计理念，在硬件上通常搭配片外高精度AD转换芯片，以及在软件上通过可重构的设计理念尽可能高的优化PWM输出效率。

相电流的准确度保证了电机控制算法的顺利运行，由于电机的三相电流满足基尔霍夫定律，理论上只需要采样其中的两路电流值即可简单的重构出第三路电流的大小，所以在相对经济的场合下使用双路电流传感器甚至一路传感器来估算其余相的电流，但是简单的通过相加减的方式重构电流，并不能满足电机的精度控制，所以在要求不高的场合可以使用这种方法。如果不采用特殊的软件算法处理，又需要保证控制精度时，只能采取降低功率管的开关频率，扩大电流采样区域，确保电流满足重构的条件，但这样降低了相电压的有效值，使得电机无法高效率运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电动关节驱动器电流可调式重构方法，以解决目前电流采样精度差、永磁同步电机过调制效果差，电机利用率低的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电动关节驱动器电流可调式重构方法，用于控制电机的运行电流，包括以下步骤：

S1：确定控制所述电机的PWM信号的最大PWM占空比；

S2：确定所述电机每一相的PWM占空比，并判断所述电机的三相中PWM占空比小于所述最大PWM占空比的相数；

S3：当所述电机的三相PWM占空比均小于所述最大PWM占空比时，对所述电机的每一相的相电流进行采集，得到各相的相电流；当所述电机只有一相的PWM占空比大于所述最大PWM占空比时，对小于所述最大PWM占空比的两相的相电流进行采集，得到该两相的相电流，并通过采集到的该两相的相电流重构出该一相的相电流；当所述电机有两相的PWM占空比大于所述最大PWM占空比时，将大于所述最大PWM占空比的两相中的一相设置为被补偿相，计算偏置值，对所述被补偿相进行偏置值补偿后，重复步骤S2其中，当所述被补偿相进行偏置值补偿后，所述被补偿相的PWM占空比不大于最大PWM占空比。

进一步地，在上述的一种电动关节驱动器电流可调式重构方法中，所述被补偿相为大于所述最大PWM占空比的两相中PWM占空比较小的一相。

进一步地，在上述的一种电动关节驱动器电流可调式重构方法中，所述偏置值为最大PWM占空比与所述被补偿相的PWM占空比之间的差值。

进一步地，在上述的一种电动关节驱动器电流可调式重构方法中，在重复步骤S2之前，所述S3还包括：当需要对所述被补偿相进行偏置值补偿时，对未被补偿的两相也进行偏置值补偿。

进一步地，在上述的一种电动关节驱动器电流可调式重构方法中，利用基尔霍夫电流定律，通过采集到的两相的相电流重构出剩余的一相的相电流。