一種交流伺服電機的速度檢測方法及系統技術方案

本發明專利技術公開了一種交流伺服電機的速度檢測方法，包括步驟：S1，啟動交流伺服電機，讀取并保存安裝于交流伺服電機上的絕對式編碼器的起始位置；S2，每隔預設的間隔時間t，讀取并保存絕對式編碼器的當前位置，得到k個檢測位置；S3，獲取對應于k個檢測位置的交流伺服電機轉動的k?1個位置的值；S4，將交流伺服電機速度的檢測次數k與預設的滑動參數x進行比較，得到比較結果；S5，根據比較結果、間隔時間t、交流伺服電機速度的檢測次數、交流伺服電機轉動的k?1個位置的值以及滑動參數x，計算得到交流伺服電機的速度。本發明專利技術的有益效果是：在電機低速運轉時，提高系統的檢測精度，獲得理想的速度特性和伺服性能。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及交流伺服電機
，尤其涉及一種交流伺服電機的速度檢測方法及系統。
技術介紹
交流永磁同步電機在低速運轉時，會出現低速不平穩現象。所謂低速不平穩，是指當電機運轉速度低于某一臨界值時，其運轉速度呈脈動現象，這種現象又稱為低速抖動或低速爬行。除去電機本身性能外，對于檢測方面來說，在絕對式編碼器位數(分辨率)固定的情況下，電機在低速運轉時，速度檢測的精度和動態性能都受到了極大的限制。因此，電機往往處于無規律的轉和停狀態，速度很難控制，進而影響整個伺服系統的低速性能指標。交流伺服系統由絕對式編碼器完成位置檢測，電機速度根據位置信息得到。在傳統的電機速度檢測方法中，由控制器在相同的時間間隔采集位置信息，每個采樣間隔采用差分方式計算，將相鄰兩次采樣時間的電機轉子位置角的差除以采樣時間間隔，得到電機速度。相鄰兩次采樣時間的電機轉子位置角與絕對式編碼器的位數(分辨率)相對應，單位為轉/分鐘，此法稱為K法。傳統的電機速度檢測方法，能夠檢測到最小速度為(ω最小)。計算公式為ω最?。?0f/2n，其中，f為電機速度的檢測頻率，n為絕對式編碼器的位數。例如，采用17位絕對式編碼器，電機速度的檢測頻率為8000Hz,每次都能檢測到一個數值的增(減)量，那么能夠檢測到的最小速度為3.6621轉/分鐘。如果電機轉數低于這個值，絕對式編碼器輸出數據就保持不變，電機速度就為0轉/分鐘。電機低速運轉時，相等時間內絕對式編碼器的輸出數據差值減小，為保證檢測精度，即每次都能有一個與前值不相等的檢測數據，就需要延長K法的采樣間隔時間，即加大了電機速度的檢測周期，使電機速度的動態特性和對擾動力矩的抑制能力變差，從而影響整個伺服系統的穩定性，嚴重時甚至導致系統無法穩定運行。因而，傳統的電機速度檢測方法，很難在低速時使系統獲得理想的速度特性和伺服性能。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種交流伺服電機低速運轉時可獲得理想速度特性和伺服性能的速度檢測方法。本專利技術解決上述技術問題的技術方案如下：一種交流伺服電機的速度檢測方法，包括步驟：S1，啟動交流伺服電機，讀取并保存安裝于所述交流伺服電機上的絕對式編碼器的起始位置；S2，每隔預設的間隔時間t，讀取并保存所述絕對式編碼器的當前位置，得到k個檢測位置，k為所述交流伺服電機速度的檢測次數，k為大于等于2的整數，t為正數；S3，根據所述絕對式編碼器的所述起始位置和所述檢測位置，獲取對應于所述k個檢測位置的所述交流伺服電機轉動的k-1個位置的值；S4，將所述交流伺服電機速度的檢測次數k與預設的滑動參數x進行比較，得到比較結果，x為正整數；S5，根據所述比較結果、所述間隔時間t、所述交流伺服電機速度的檢測次數、所述交流伺服電機轉動的k-1個位置的值以及滑動參數x，計算得到所述交流伺服電機的速度。本專利技術的有益效果是：在電機低速運轉時，可以保證原有的電機速度檢測(控制)周期不變，提高系統的檢測精度，獲得理想的速度特性和伺服性能。在上述技術方案的基礎上，本專利技術還可以做如下改進。進一步,當所述比較結果為所述檢測次數k減1小于或等于所述滑動參數x時，根據以下公式計算所述交流伺服電機的速度：ωk=Σi=2kΔθ(i)(k-1)t,]]>其中，ωk為所述交流伺服電機的速度，Δθ(i)為對應于第i個檢測位置的所述交流伺服電機轉動的位置的值，i為正整數。采用上述進一步方案的有益效果是：當所述檢測次數k減1小于或等于所述滑動參數x時，電機速度為前k-1個電機轉動位置速度的平均值。在上述技術方案的基礎上，本專利技術還可以做如下改進。進一步,當所述比較結果為所述檢測次數k減1大于所述滑動參數x時，根據以下公式計算所述交流伺服電機的速度：ωk=Σi=k-1k+x-2Δθ(i)x·t,]]>其中，ωk為所述交流伺服電機的速度，Δθ(i)為對應于第i個檢測位置的所述交流伺服電機轉動的位置的值，i為正整數。采用上述進一步方案的有益效果是：當所述檢測次數k減1大于所述滑動參數x時，電機速度為x個連續的電機轉動位置速度的平均值，在相同的電機速度采樣周期中，可以檢測到更小的精確的速度值。在上述技術方案的基礎上，本專利技術還可以做如下改進。進一步,所述步驟S3包括：S31，將所述k個檢測位置分別與所述絕對式編碼器的所述起始位置作差，獲得k個差值；S32，將所述k個差值中除第1個差值外的其他差值分別與第1個差值作差，獲得對應于所述k個檢測位置的所述交流伺服電機轉動的k-1個位置的值。采用上述進一步方案的有益效果是：根據絕對式編碼器的起始位置和在每個檢測周期中檢測到的當前位置，得到電機轉動位置的值，從而用于計算電機轉動的速度。在上述技術方案的基礎上，本專利技術還可以做如下改進。進一步,所述交流伺服電機包括交流永磁同步電機。采用上述進一步方案的有益效果是：相比于異步型交流伺服電機，交流同步伺服電機的功率范圍更大，同功率下具有較小的體積和重量。一種交流伺服電機的速度檢測系統，所述速度檢測系統包括：第一讀取模塊，用于啟動交流伺服電機，讀取并保存安裝于所述交流伺服電機上的絕對式編碼器的起始位置；第二讀取模塊，用于每隔預設的間隔時間t，讀取并保存所述絕對式編碼器的當前位置，得到k個檢測位置，k為所述交流伺服電機速度的檢測次數，k為大于等于2的整數，t為正數；第一獲得模塊，連接所述第一讀取模塊和所述第二讀取模塊，用于根據所述絕對式編碼器的所述起始位置和所述k個檢測位置，獲得對應于所述k個檢測位置的所述交流伺服電機轉動的k-1個位置的值；比較模塊，連接所述第二讀取模塊，用于將所述交流伺服電機速度的檢測次數k與預設的滑動參數x進行比較，得到比較結果，x為正整數；計算模塊，連接所述第二讀取模塊，所述第一獲得模塊和所述比較模塊，用于根據所述比較結果、所述間隔時間t、所述交流伺服電機速度的檢測次數、所述交流伺服電機轉動的k-1個位置的值以及滑動參數x，計算得到所述交流伺服電機的速度。在上述技術方案的基礎上，本專利技術還可以做如下改進。進一步,當所述比較結果為所述檢測次數k減1小于或等于所述滑動參數x時，所述計算模塊根據以下公式計算所述交流伺服電機的速度：ωk=Σi=2kΔθ(i)(k-1)t,]]>其中，ωk為所述交流伺服電機的速度，Δθ(i)為對應于第i個檢測位置的所述交流伺服電機轉動的位置的值,i為正整數。在上述技術方案的基礎上，本專利技術還可以做如下改進。進一步,當所述比較結果為所述檢測次數k減1大于所述滑動參數x時，所述計算模塊根據以下公式計算所述交流伺服電機的速度：ωk=Σi=k-1k+x-2Δθ(i)x·t,]]>其中，ωk為所述交流伺服電機的速度，Δθ(i)為對應于第i個檢測位置的所述交流伺服電機轉動的位置的值,i為正整數。在上述技術方案的基礎上，本專利技術還可以做如下改進。進一步,所述第一獲得模塊包括：第一獲得子模塊，用于將所述k個檢測位置分別與所述絕對式編碼器的所述起始位置作差，獲得k個差值；第二獲得子模塊，連本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種交流伺服電機的速度檢測方法，其特征在于，包括步驟：S1，啟動交流伺服電機，讀取并保存安裝于所述交流伺服電機上的絕對式編碼器的起始位置；S2，每隔預設的間隔時間t，讀取并保存所述絕對式編碼器的當前位置，得到k個檢測位置，k為所述交流伺服電機速度的檢測次數，k為大于等于2的整數，t為正數；S3，根據所述絕對式編碼器的所述起始位置和所述檢測位置，獲取對應于所述k個檢測位置的所述交流伺服電機轉動的k?1個位置的值；S4，將所述交流伺服電機速度的檢測次數k與預設的滑動參數x進行比較，得到比較結果，x為正整數；S5，根據所述比較結果、所述間隔時間t、所述交流伺服電機速度的檢測次數、所述交流伺服電機轉動的k?1個位置的值以及滑動參數x，計算得到所述交流伺服電機的速度。

【技術特征摘要】
1.一種交流伺服電機的速度檢測方法，其特征在于，包括步驟：S1，啟動交流伺服電機，讀取并保存安裝于所述交流伺服電機上的絕對式編碼器的起始位置；S2，每隔預設的間隔時間t，讀取并保存所述絕對式編碼器的當前位置，得到k個檢測位置，k為所述交流伺服電機速度的檢測次數，k為大于等于2的整數，t為正數；S3，根據所述絕對式編碼器的所述起始位置和所述檢測位置，獲取對應于所述k個檢測位置的所述交流伺服電機轉動的k-1個位置的值；S4，將所述交流伺服電機速度的檢測次數k與預設的滑動參數x進行比較，得到比較結果，x為正整數；S5，根據所述比較結果、所述間隔時間t、所述交流伺服電機速度的檢測次數、所述交流伺服電機轉動的k-1個位置的值以及滑動參數x，計算得到所述交流伺服電機的速度。2.根據權利要求1所述的速度檢測方法，其特征在于，當所述比較結果為所述檢測次數k減1小于或等于所述滑動參數x時，根據以下公式計算所述交流伺服電機的速度：ωk=Σi=2kΔθ(i)(k-1)t,]]>其中，ωk為所述交流伺服電機的速度，Δθ(i)為對應于第i個檢測位置的所述交流伺服電機轉動的位置的值，i為正整數。3.根據權利要求1所述的速度檢測方法，其特征在于，當所述比較結果為所述檢測次數k減1大于所述滑動參數x時，根據以下公式計算所述交流伺服電機的速度：ωk=Σi=k-1k+x-2Δθ(i)x·t,]]>其中，ωk為所述交流伺服電機的速度，Δθ(i)為對應于第i個檢測位置的所述交流伺服電機轉動的位置的值，i為正整數。4.根據權利要求1-3中任一項所述的速度檢測方法，其特征在于，所述步驟S3包括：S31，將所述k個檢測位置分別與所述絕對式編碼器的所述起始位置作差，獲得k個差值；S32，將所述k個差值中除第1個差值外的其他差值分別與第1個差值作差，獲得對應于所述k個檢測位置的所述交流伺服電機轉動的k-1個位置的值。5.根據權利要求1所述的速度檢測方法，其特征在于，所述交流伺服電機包括交流永磁同步電機。6.一種交流伺服電機的速度檢測系統，其特征在于，所述速度檢測系統包括：第一讀取模塊，用于啟動交流伺服電機，讀取并保存安裝于所述交流...

【專利技術屬性】
技術研發人員：曹祥，夏亮，譚先鋒，牟紅兵，肖敏，趙曉兀，王群，楊海濱，
申請(專利權)人：重慶華數機器人有限公司，
類型：發明
國別省市：重慶;50