[发明专利]一种直驱转台位置控制系统及控制方法

摘要

本发明公开了一种直驱转台位置控制系统及控制方法，所述的控制系统包括控制器、电机驱动器、直驱电机、位置传感器和转台；控制器完成转台的位置控制，并将速度指令通过与电机驱动器之间的现场总线接口传输给电机驱动器，完成直驱电机的速度控制；直驱电机输出轴的一端与转台转轴相连，带动转台转动。通过采样直驱电机带动转台转动，去除了机械减速箱的齿轮传动可以实现对转台的高精度位置控制，本发明通过误差分段控制和最后定位阶段的积分器积分起点值控制，达到有效控制大范围角度定位时超调量的目的。

主权项

1.一种直驱转台位置控制系统，其特征在于：包括控制器、电机驱动器、直驱电机、位置传感器和转台；所述的控制器完成转台的位置控制，并将速度指令通过与电机驱动器之间的现场总线接口传输给电机驱动器，完成直驱电机的速度控制；直驱电机输出轴的一端与转台转轴相连，带动转台转动；直驱电机输出轴的另一端与位置传感器相连，实现直驱电机的位置检测，位置传感器检测的直驱电机轴位置信息通过与控制器之间的位置传感器接口传输给控制器；所述的控制器包括处理器、现场总线接口、上位机接口和位置传感器接口；所述的处理器通过上位机接口接收位置给定，通过位置传感器接口接收转台位置反馈，在处理器中完成位置控制算法，并通过现场总线接口将速度指令输出到电机驱动器；所述的处理器为DSP或ARM或PLC；所述的处理器中的位置控制算法包括位置给定、位置反馈、u(k)函数、u(k‑1)函数、速度指令约束函数和速度指令；所述的u(k)函数的计算式为其中e(k)、e(k‑1)分别为第k次采样误差和第k‑1次采样误差，u(k‑1)的初始值为0，u(k‑1)是u(k‑1)函数的计算结果，在完成u(k)函数计算后依据u(k)函数的结果进行计算；β为两种计算误差分界值，取β＝2％～10％的最大位置误差；对于转台，其最大误差为180度；SPEED_MAX为直驱电机的最大转速值；初始化计算时，取e(k‑1)＝0；K_p为比例系数，K_i为积分系数；即当第k次位置误差绝对值|e(k)|>β时，u(k)＝K_pe(k)；当第k次位置误差绝对值|e(k)|≤β时，u(k)＝u(k‑1)+(K_p+K_I)e(k)‑K_pe(k‑1)；通过这种分段控制方式，可以保证在不同的大范围定位时，最终超调量的一致性。