[发明专利]一种永磁同步伺服电机齿槽转矩补偿方法

说明书

一种永磁同步伺服电机齿槽转矩补偿方法，涉及一种永磁同步伺服电机齿槽转矩的补偿技术，为了解决现有的齿槽转矩补偿方法中，精确建模运算负担重以及离散查表准确度低的问题。本发明通过对永磁同步伺服电机齿槽转矩的数据进行采集，得到精确齿槽转矩数据，并建立齿槽转矩精确查找表；基于齿槽转矩精确查找表，对永磁同步伺服电机的齿槽转矩进行前馈控制，实现对永磁同步伺服电机的齿槽转矩的补偿。有益效果为既无需精确的永磁同步伺服电机数学模型，进行大量齿槽转矩数据计算，又能避免现有的查找表方法获取齿槽转矩数据的精度较差问题。

技术领域

本发明涉及一种永磁同步伺服电机齿槽转矩的补偿技术。

背景技术

永磁同步伺服电机具有体积小、结构简单、功率密度大、可靠性高的优点，广泛用于航空航天、工农业生产以及日常生活各个领域；在工业自动化设备，医疗微操作机器人，航天飞行器等行业都需要实现对永磁同步伺服电机的高精度控制。

转矩脉动是影响永磁同步伺服电机高精度控制的主要因素之一，其不仅会带来机械振动和电磁噪音，还会对控制器的性能造成影响，进而降低高精度设备的控制精度及稳定性，极大地限制了永磁同步伺服电机在高精度控制领域的应用；因此，转矩脉动作为衡量伺服电机控制性能的一个重要指标，必须得到有效处理。

齿槽转矩脉动是转矩脉动的主要组成部分，其是在永磁体与电枢槽相互作用的过程中产生的，属于永磁同步伺服电机的本体特性；调整永磁同步伺服电机的结构，例如采用定子斜槽、极槽配合、不等齿宽等方法，可以减小齿槽转矩的影响；这种结构优化的方法不能完全消除齿槽转矩；因此，在伺服电机结构确定的情况下，永磁同步伺服电机的控制算法仍需要进一步被优化，从而减小齿槽转矩脉动的影响，提高永磁同步伺服电机的控制性能。

现有的齿槽转矩补偿方法有两种；一种基于数学模型的方法，其需精确的永磁同步伺服电机数学模型，进行大量齿槽转矩数据计算，运算负担重；另一种基于离散查找表的方法，其查找表数据准确度较低，存在工程可靠性不高的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的齿槽转矩补偿方法中，精确建模运算负担重以及离散查表准确度低的问题，提出了一种永磁同步伺服电机齿槽转矩补偿方法。

本发明所述的一种永磁同步伺服电机齿槽转矩补偿方法，该补偿方法包括以下步骤：

步骤一、对永磁同步伺服电机齿槽转矩的数据进行采集，得到精确齿槽转矩数据，并建立齿槽转矩精确查找表；

步骤二、基于步骤一建立的齿槽转矩精确查找表，对永磁同步伺服电机的齿槽转矩进行前馈控制，实现对永磁同步伺服电机的齿槽转矩的补偿。

进一步的，步骤一中建立齿槽转矩精确查找表的具体步骤为：

步骤一一、永磁同步伺服电机位置定标；

步骤一二、永磁同步伺服电机运行在速度电流双闭环模式下，输入永磁同步伺服电机转速的第一给定值，对齿槽转矩进行第一次数据采集，建立齿槽转矩第一查找表；

步骤一三、基于步骤一二建立的得到的齿槽转矩第一查找表对永磁同步伺服电机运行的速度进行电流环补偿，并输入永磁同步伺服电机转速的第二给定值，对齿槽转矩进行第二次数据采集，建立齿槽转矩第二查找表；

步骤一四、基于步骤一三建立的得到的齿槽转矩第二查找表对永磁同步伺服电机运行的速度再次进行电流环补偿，并输入永磁同步伺服电机转速的第三给定值，对齿槽转矩进行第三次数据采集，得到精确的齿槽转矩数据；

步骤一五、保存步骤一四中得到的精确的齿槽转矩数据，建立齿槽转矩精确查找表。

进一步的，步骤一一中永磁同步伺服电机位置定标的具体方法为：