一种伺服驱动器的扭矩控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及伺服驱动器技术领域，更具体地说，特别涉及一种伺服驱动器的扭矩 控制方法。
【背景技术】
[0002] 伺服驱动器的控制性能由位置控制环、速度控制环和转矩（扭矩）控制环的综合 性能来决定。位置控制器、速度控制器和转矩控制器一般基于反馈信号，采用PID控制算法 来实现闭环控制。由于现有的反馈信号具有一定的滞后性，并且精度较差，因此伺服系统无 法实现快速的响应。故而，有必要设计一种新的扭矩控制方法。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种精度高的伺服驱动器的扭矩控制方法。
[0004] 为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0005] 一种伺服驱动器的扭矩控制方法，所述控制方法包括以下步骤，
[0006] 第一步、在一伺服驱动器上选择扭矩指令；
[0007] 第二步、根据扭矩指令设定转矩数值，并依次设定模拟量输入参数、模拟速度指令 最大输出参数、伺服内部速度限制参数以及控制信号参数，从而电机开始跟随上述参数运 行；
[0008] 第三步、在电机运行过程中，通过一个转矩编码器实时检测电机的转矩，并将检测 到的电机的转矩信号进行滤波后反馈至伺服驱动器的转矩环中，伺服驱动器的转矩环根据 反馈的转矩信号实时调整转矩环增益，伺服驱动器根据转矩环增益实时调整电机的转矩， 即形成一种伺服驱动器驱动电机的扭矩控制方法。
[0009] 优选地，在转矩信号反馈之前，还包括通过设置转矩指令的方法来实现对转矩进 行限制的步骤。
[0010] 优选地，在对转矩进行限制之前还包括对所设置的转矩指令进行滤波的步骤。
[0011] 优选地，所述模拟量输入参数包括转矩指令进行滤波的滤波常数和偏置电压参 数。
[0012] 优选地，所述模拟速度指令最大输出参数包括正值、0和负值；所述伺服内部速度 限制参数包括七个指令值；所述控制信号参数包括选择速度SPl、选择速度SP2和选择速度 SP3〇
[0013] 与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的控制方法通过采用转矩编码器，并 在转矩信号反馈之前，通过设置转矩指令的方法来对转矩进行限制，避免了反馈信号的滞 后性，进而提尚了控制的精度。
【附图说明】
[0014] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0015] 图1是本发明所述伺服驱动器的扭矩控制方法的框架图。
[0016] 图2是本发明所述伺服驱动器的扭矩控制方法中位置控制模式下模拟量转矩输 入和模拟量速度限制的接线图。
[0017] 图3是本发明所述伺服驱动器的扭矩控制方法中位置控制模式下IO接线图。
[0018] 图4是本发明所述伺服驱动器的扭矩控制方法中转矩指令和输出转矩模拟量转 矩指令（TC)的施加电压和伺服电机的转矩的关系图。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能 更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0020] 参阅图1、图2、图3和图4所示，本发明提供一种伺服驱动器的扭矩控制方法，所 述控制方法包括以下步骤，第一步、在一伺服驱动器上选择扭矩指令；第二步、根据扭矩指 令设定转矩给定数值C，并依次设定模拟量输入参数A、模拟速度指令最大输出参数B、伺服 内部速度限制参数D以及控制信号参数E，从而电机开始跟随上述参数运行；第三步、在电 机运行过程中，通过一个转矩编码器实时检测电机的转矩，并将检测到的电机的转矩信号H 进行滤波后反馈至伺服驱动器的转矩环中，伺服驱动器的转矩环根据反馈的转矩信号实时 调整转矩环增益F，并输出转矩环信号G，伺服驱动器根据转矩环增益F实时调整电机的转 矩，即形成一种伺服驱动器驱动电机的扭矩控制方法。
[0021] 为了提高精度，在转矩信号反馈之前，本发明还包括通过设置转矩指令的方法来 实现对转矩进行限制的步骤I。
[0022] 在本发明中，在对转矩进行限制之前还包括对所设置的转矩指令进行滤波的步骤 J0
[0023] 在本发明中，所述模拟量输入参数包括转矩指令进行滤波的滤波常数和偏置电压 参数。
[0024] 在本发明中，述模拟速度指令最大输出参数包括正值、0和负值；所述伺服内部速 度限制参数包括七个指令值；所述控制信号参数包括选择速度SPl、选择速度SP2和选择速 度 SP3。
[0025] 本发明在使用时，当运行条件满足后，电机开始跟随模拟量速度指令运行。可以通 过面板或后台软件察看瞬时转矩来了解电机的运行状态。
[0026] (1)转矩控制
[0027] (a)、转矩指令和输出转矩模拟量转矩指令（TC)的施加电压和伺服电机的转矩的 关系如图4所示。± IOV对应最大转矩。另外，± IOV输入时所对应的输出转矩可根据参数 进行设定。
[0028] 相对一定电压所产生的输出转矩值，由于产品的不同有约5%的偏差。另外，电压 很低（一 0. 05V~+0. 05V)实际速度接近限制值时，转矩可能会变动。此时，请提高速度限 制值。使用模拟转矩指令（TC)时由正转选择（RSl)和反转选择（RS2)决定的转矩输出方 向如下表1所示。
[0029] 表 1
[0030]
【主权项】
1. 一种伺服驱动器的扭矩控制方法，其特征在于：所述控制方法包括以下步骤， 第一步、在一伺服驱动器上选择扭矩指令； 第二步、根据扭矩指令设定转矩数值，并依次设定模拟量输入参数、模拟速度指令最大 输出参数、伺服内部速度限制参数以及控制信号参数，从而电机开始跟随上述参数运行； 第三步、在电机运行过程中，通过一个转矩编码器实时检测电机的转矩，并将检测到的 电机的转矩信号进行滤波后反馈至伺服驱动器的转矩环中，伺服驱动器的转矩环根据反馈 的转矩信号实时调整转矩环增益，并输出转矩环信号，伺服驱动器根据转矩环增益实时调 整电机的转矩，即形成一种伺服驱动器驱动电机的扭矩控制方法。
2. 根据权利要求1所述的伺服驱动器的扭矩控制方法，其特征在于：在转矩信号反馈 之前，还包括通过设置转矩指令的方法来实现对转矩进行限制的步骤。
3. 根据权利要求2所述的伺服驱动器的扭矩控制方法，其特征在于：在对转矩进行限 制之前还包括对所设置的转矩指令进行滤波的步骤。
4. 根据权利要求3所述的伺服驱动器的扭矩控制方法，其特征在于：所述模拟量输入 参数包括转矩指令进行滤波的滤波常数和偏置电压参数。
5. 根据权利要求1所述的伺服驱动器的扭矩控制方法，其特征在于：所述模拟速度指 令最大输出参数包括正值、〇和负值；所述伺服内部速度限制参数包括七个指令值；所述控 制信号参数包括选择速度SP1、选择速度SP2和选择速度SP3。
【专利摘要】本发明公开了一种伺服驱动器的扭矩控制方法，包括：第一步、在一伺服驱动器上选择扭矩指令；第二步、根据扭矩指令设定转矩数值，并依次设定模拟量输入参数、模拟速度指令最大输出参数、伺服内部速度限制参数以及控制信号参数，从而电机开始跟随上述参数运行；第三步、在电机运行过程中，通过一个转矩编码器实时检测电机的转矩，并将检测到的电机的转矩信号进行滤波后反馈至伺服驱动器的转矩环中，伺服驱动器的转矩环根据反馈的转矩信号实时调整转矩环增益，伺服驱动器根据转矩环增益实时调整电机的转矩，即形成一种伺服驱动器驱动电机的扭矩控制方法。本发明的控制方法避免了反馈信号的滞后性，进而提高了控制的精度。
【IPC分类】H02P29-00
【公开号】CN104779894
【申请号】CN201510234109
【发明人】王晓军
【申请人】广东技术师范学院
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年5月8日