一种直线电机与两个旋转电机的同步控制方法
【技术领域】
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[0001]本发明涉及一种直线电机与两个旋转电机的同步控制方法。
【背景技术】
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[0002]随着工业技术的发展，各种电机在生产和生活中应用愈发广泛，在工业生产中，直线电机与旋转电机的使用占据了绝大多数应用范围。在复杂的工业生产系统中，无法单纯使用直线电机或旋转电机，而是需要直线电机与旋转电机配合使用。当直线电机与旋转电机配合使用时，应用单纯的直线电机或旋转电机的控制方法无法实现二者间的同步控制，会导致电机与台体相撞或者拉扯线缆等问题。
【发明内容】
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[0003]本发明的目的是提供一种直线电机与两个旋转电机的同步控制方法，本发明通过同一位置解算结果同时规划直线电机与旋转电机的运动轨迹，协调二者同步运动，实现了直线电机与旋转电机的同步控制，解决了旋转电机与直线电机采用传统非同步方法控制而导致的电机与台体相撞和拉扯线缆等问题。
[0004]上述的目的通过以下的技术方案实现:
[0005]—种直线电机与两个旋转电机的同步控制方法，所述控制方法包括以下六个步骤，
[0006]步骤一:将运动控制卡系统初始化；
[0007]步骤二:向初始化后的运动控制卡系统内输入用来控制两个旋转电机的旋转角度参数；所述两个旋转电机分别是定旋转电机与动旋转电机，所述定旋转电机固定在台体上，定旋转电机的转子通过旋转电机连接杆与动旋转电机的转子刚性连接，所述动旋转电机的转子通过水平方向可伸缩线缆与直线电机连接，所述直线电机在直线电机导轨上运动，所述直线电机导轨安装在台体的左侧边；
[0008]步骤三:利用双速旋转变压器及其角位变送器采集定旋转电机角度数据、绝对式圆光栅采集动旋转电机角度数据、增量式直线光栅采集直线电机在导轨上的位置数据，将传感器采集到的两个旋转电机的旋转角度数据以及直线电机在直线电机导轨上的位置数据均输入所述运动控制卡系统进行数据转换，并实时读取两个旋转电机旋转角度数据及直线电机位置数据；
[0009]步骤四:根据读取的两个旋转电机旋转角度数据判断两个旋转电机的转子是否按照运动控制卡系统输入的旋转角度参数来运动，如果是，则结束程序；如若不是，则运动控制卡系统依据数学模型S = Rg(l-cos(0g3i/18O))来对两个旋转电机的旋转角度以及直线电机位置进行解算；
[0010]步骤五:运动控制卡系统依据解算结果同时对直线电机及两个旋转电机进行运动轨迹规划；
[0011]步骤六:依据运动轨迹规划结果对直线电机及两个旋转电机进行驱动输出控制，并依次重复步骤三?步骤五，直到直线电机与两个旋转电机按照给定参数运动到规定位置为止。
[0012]所述的一种直线电机与两个旋转电机的同步控制方法，步骤五中，所述动旋转电机旋转角度运动轨迹为以定旋转电机定子为圆心，以旋转电机连接杆为半径，做圆周运动。
[0013]所述的一种直线电机与两个旋转电机的同步控制方法，当动旋转电机的旋转角度为90°时，动旋转电机的定子一外侧面与直线电机导轨的一侧面对齐。
[0014]所述一种直线电机与两个旋转电机的同步控制方法，步骤五中，所述数学模型具体公式为S = Rg(l-cos( Θ g Ji /180))，其中S为所述直线电机位置，R为所述动旋转电机中心运动半径，Θ为所述两个旋转电机旋转角度。
[0015]有益效果:
[0016]1.本发明的控制策略上采用同步控制，在每个控制周期内对被控直线电机与旋转电机位置实时解算，并依据解算结果同时给出被控直线电机与旋转电机的运动规划轨迹，确保了电机控制的同步性。
[0017]2.本发明的每个控制周期内实时规划运动轨迹，不必开辟专用存储空间存储运动轨迹，减小了硬件存储资源的消耗。
[0018]3.本发明的通过同一位置解算结果同时规划直线电机与旋转电机的运动轨迹，协调二者同步运动。
【附图说明】
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[0019]附图1是本发明的框架示意图。
[0020]附图2是本发明的运动示意图。
[0021]附图3是本发明的动旋转电机的旋转角度为90°时的运动示意图。
[0022]直线电机(I)、台体⑵、直线电机导轨(3)、动旋转电机(4)、定旋转电机(5)、水平方向可伸缩线缆(6)、旋转电机连接杆(7)、动旋转电机(4)的运动轨迹(8)。
【具体实施方式】
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[0023]实施例1
[0024]—种直线电机与两个旋转电机的同步控制方法，所述控制方法包括以下六个步骤，
[0025]步骤一:将运动控制卡系统初始化；
[0026]步骤二:向初始化后的运动控制卡系统内输入用来控制两个旋转电机的旋转角度参数；所述两个旋转电机分别是定旋转电机与动旋转电机，所述定旋转电机固定在台体上，定旋转电机的转子通过旋转电机连接杆与动旋转电机的转子刚性连接，所述动旋转电机的转子通过水平方向可伸缩线缆与直线电机连接，所述直线电机在直线电机导轨上运动，所述直线电机导轨安装在台体的左侧边；
[0027]步骤三:利用FB924V双速旋转变压器及其角位变送器采集定旋转电机角度数据、RESA绝对式圆光栅采集动旋转电机角度数据、T1000-50A增量式直线光栅采集直线电机在导轨上的位置数据，将传感器采集到的两个旋转电机的旋转角度数据以及直线电机在直线电机导轨上的位置数据均输入所述运动控制卡系统进行数据转换，并实时读取两个旋转电机旋转角度数据及直线电机位置数据；
[0028]步骤四:根据读取的两个旋转电机旋转角度数据判断两个旋转电机的转子是否按照运动控制卡系统输入的旋转角度参数来运动，如果是，则结束程序；如若不是，则运动控制卡系统依据数学模型S = Rg(l-cos(0g3i/18O))来对两个旋转电机的旋转角度以及直线电机位置进行解算；
[0029]步骤五:运动控制卡系统依据解算结果同时对直线电机及两个旋转电机进行运动轨迹规划；
[0030]步骤六:依据运动轨迹规划结果对直线电机及两个旋转电机进行驱动输出控制，并依次重复步骤三?步骤五，直到直线电机与两个旋转电机按照给定参数运动到规定位置为止。
[0031]实施例2
[0032]实施例1所述的一种直线电机与两个旋转电机的同步控制方法，步骤五中，所述动旋转电机旋转角度运动轨迹为以定旋转电机定子为圆心，以旋转电机连接杆为半径，做圆周运动。
[0033]实施例3
[0034]实施例1所述的一种直线电机与两个旋转电机的同步控制方法，当动旋转电机的旋转角度为90°时，动旋转电机的定子一外侧面与直线电机导轨的一侧面对齐。
[0035]实施例4
[0036]实施例1所述一种直线电机与两个旋转电机的同步控制方法，步骤五中，所述数学模型具体公式为S = Rgd-cos ( Θ g π /180))，其中S为所述直线电机位置，R为所述动旋转电机中心运动半径，Θ为所述两个旋转电机旋转角度。
[0037]直线电机按直线电机导轨方向运动，直线电机与动旋转电机之间有水平方向可伸缩线缆相连，该线缆只可水平伸缩，直线电机跟随两个旋转电机同步运动，运动过程中，如附图3中动旋转电机定子在惯性系中不发生偏转；通过数学建模及分析，可得到直线电机在每个控制周期内需要运动到的位置S与定旋转电机旋转角度Θ之间的数学关系为:S =Rg (1-cos ( Θ g Ji /180)) ο
[0038]当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种直线电机与两个旋转电机的同步控制方法，其特征是:所述控制方法包括以下六个步骤，步骤一:将运动控制卡系统初始化；步骤二:向初始化后的运动控制卡系统内输入用来控制两个旋转电机的旋转角度参数；所述两个旋转电机分别是定旋转电机与动旋转电机，所述定旋转电机固定在台体上，定旋转电机的转子通过旋转电机连接杆与动旋转电机的转子刚性连接，所述动旋转电机的转子通过水平方向可伸缩线缆与直线电机连接，所述直线电机在直线电机导轨上运动，所述直线电机导轨安装在台体的左侧边；步骤三:利用双速旋转变压器及其角位变送器采集定旋转电机角度数据、绝对式圆光栅采集动旋转电机角度数据、增量式直线光栅采集直线电机在导轨上的位置数据，将采集到的两个旋转电机的旋转角度数据以及直线电机在直线电机导轨上的位置数据均输入所述运动控制卡系统进行数据转换，并实时读取两个旋转电机旋转角度数据及直线电机位置数据；步骤四:根据读取的两个旋转电机旋转角度数据判断两个旋转电机的转子是否按照运动控制卡系统输入的旋转角度参数来运动，如果是，则结束程序；如若不是，则运动控制卡系统依据数学模型来对两个旋转电机的旋转角度以及直线电机位置进行解算；步骤五:运动控制卡系统依据解算结果同时对直线电机及两个旋转电机进行运动轨迹规划；步骤六:依据运动轨迹规划结果对直线电机及两个旋转电机进行驱动输出控制，并依次重复步骤三?步骤五，直到直线电机与两个旋转电机按照给定参数运动到规定位置为止。2.根据权利要求1所述的一种直线电机与两个旋转电机的同步控制方法，其特征是:步骤五中，所述动旋转电机旋转角度运动轨迹为以定旋转电机定子为圆心，以旋转电机连接杆为半径，做圆周运动。3.根据权利要求4所述的一种直线电机与两个旋转电机的同步控制方法，其特征是:当动旋转电机的旋转角度为90°时，动旋转电机的定子一外侧面与直线电机导轨的一侧面对齐。4.根据权利要求1所述一种直线电机与两个旋转电机的同步控制方法，其特征是:步骤五中，所述数学模型具体公式为S = Rg(l-C0S( 0 gn /180))，其中S为所述直线电机位置，R为所述动旋转电机中心运动半径，9为所述两个旋转电机旋转角度。
【专利摘要】一种直线电机与两个旋转电机的同步控制方法。本发明涉及一种直线电机与两个旋转电机的同步控制方法。所述控制方法包括以下六个步骤，步骤一：将运动控制卡系统初始化；步骤二：向初始化后的运动控制卡系统内输入用来控制两个旋转电机的旋转角度参数；所述两个旋转电机分别是定旋转电机与动旋转电机，所述定旋转电机固定在台体上，定旋转电机的转子通过旋转电机连接杆与动旋转电机的转子刚性连接，所述动旋转电机的转子通过水平方向可伸缩线缆与直线电机连接，所述直线电机在直线电机导轨上运动，所述直线电机导轨安装在台体的左侧边。本发明用于直线电机与旋转电机的同步控制。
【IPC分类】G05B19/414
【公开号】CN105116843
【申请号】CN201510405398
【发明人】刘杨, 何良辰, 宋法质, 陈兴林, 刘洋, 宋跃, 张常江, 王一光, 万勇利, 赵为志
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年7月11日