线检测,以及自动地对伺服 电动机控制器的控制参数进行控制调整,调整效率高,耗时短,使用简便且安全可靠。
【附图说明】
[0036] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0037] 图1是本发明的一种用于控制伺服电动机的物理信息系统的结构图。
【具体实施方式】
[0038]参照图1,本发明提供了一种用于控制伺服电动机的物理信息系统,包括以太网、 服务器、主控计算机以及多个分别用于控制一伺服电动机的伺服电动机控制器,所述伺服 电动机控制器、服务器和主控计算机通过以太网相互连接;
[0039] 所述伺服电动机控制器用于对伺服电动机进行调节控制并采集伺服电动机的电 机参数后与自身的控制器参数一起发送到服务器,所述服务器用于存储多个伺服电动机的 电机参数以及每个伺服电动机对应的伺服电动机控制器的控制器参数,所述主控计算机用 于根据服务器所存储的电机参数和控制器参数,对多个伺服电动机和伺服电动机控制器进 行在线监测诊断并进行实时预警,同时进行实时推理并对伺服电动机控制器进行实时控 制。
[0040] 进一步作为优选的实施方式,所述电机参数包括伺服电动机的型号、运行时长、工 作总时长、故障报警情况、工作电流、工作电压和负载参数,所述控制器参数包括控制器的 比例增益、微分增益和积分增益。
[0041] 进一步作为优选的实施方式,所述服务器包括第一通信模块、第一控制模块和用 于存储多个伺服电动机的电机参数以及每个伺服电动机对应的伺服电动机控制器的控制 器参数的存储模块,所述第一控制模块分别与存储模块和第一通信模块连接,所述第一通 信模块通过以太网分别与主控计算机和多个伺服电动机控制器连接。
[0042] 进一步作为优选的实施方式,所述主控计算机包括第二通信模块、第二控制模块、 自动控制算法模块以及人工智能算法模块,所述第一控制模块分别与第二通信模块、自动 控制算法模块和人工智能算法模块连接,所述第二通信模块通过以太网分别与服务器和多 个伺服电动机控制器连接;所述自动控制算法模块用于根据电机参数和控制器参数进行实 时推理并获得对伺服电动机控制器的实时控制参数,所述人工智能算法模块用于根据电机 参数对伺服电动机和伺服电动机控制器进行在线监测诊断并进行实时预警。
[0043]进一步作为优选的实施方式,所述第二控制模块用于:
[0044] 对连接上的伺服电动机控制器进行实时检测,并在检测到存在不能识别的伺服电 动机控制器时,从服务器中查询是否存在与该伺服电动机控制器同类型的控制器,若是,则 获取所述同类型的控制器对应的控制器参数,并下发到该伺服电动机控制器中,反之,自适 应设定该伺服电动机控制器的控制器参数并下发到该伺服电动机控制器中。
[0045] 进一步作为优选的实施方式,所述自动控制算法模块具体用于:
[0046] 针对伺服电动机控制器输出到伺服电动机的每个控制输出值,获取对应的输入到 伺服电动机的控制输入值,并计算其误差值e后,计算一段时间内的误差值积分Τ ΙΤΑΕ,同时 获取伺服电动机首次响应控制器调节后的最大速度误差值eA以及经过预设时间后的速度 误差值e B后,根据预设推理规则调节伺服电动机控制器的比例增益、微分增益或积分增益;
[0047]所述预设推理规则为:根据误差值e、最大速度误差值eA、速度误差值eB以及误差值 积分TITAE的不同数值范围,采用预设调节范围和预设步长对比例增益、微分增益或积分增 益进行调节;
[0048]所述人工智能算法模块具体用于:
[0049] 根据每个伺服电动机的工作总时长的数值范围,实时诊断伺服电动机以及对应的 伺服电动机控制器是否需要进行维护;
[0050] 以及
[0051]根据每个伺服电动机的工作电流的数值范围,实时诊断伺服电动机是否存在电流 故障,若是,则进行实时预警。
[0052]本发明解决其技术问题所采用的另一技术方案是:
[0053]所述的用于控制伺服电动机的物理信息系统的控制方法,包括以下步骤:
[0054]分别采用多个伺服电动机控制器实时对相应的伺服电动机进行调节控制并采集 伺服电动机的电机参数后与自身的控制器参数一起发送到服务器进行存储;
[0055] 主控计算机根据服务器所存储的电机参数和控制器参数,对多个伺服电动机和伺 服电动机控制器进行在线监测诊断并进行实时预警,同时进行实时推理并对伺服电动机控 制器进行实时控制。
[0056] 进一步作为优选的实施方式,所述主控计算机根据服务器所存储的电机参数和控 制器参数,对多个伺服电动机和伺服电动机控制器进行在线监测诊断并进行实时预警的步 骤,包括:
[0057] 主控计算机根据每个伺服电动机的工作总时长的数值范围,实时诊断伺服电动机 以及对应的伺服电动机控制器是否需要进行维护;
[0058] 以及
[0059] 主控计算机根据每个伺服电动机的工作电流的数值范围,实时诊断伺服电动机是 否存在电流故障,若是,则进行实时预警。
[0060] 进一步作为优选的实施方式,所述主控计算机根据服务器所存储的电机参数和控 制器参数进行实时推理并对伺服电动机控制器进行实时控制的步骤,包括以下两个步骤中 的至少一个:
[0061] 步骤1,主控计算机对连接上的伺服电动机控制器进行实时检测,并在检测到存在 不能识别的伺服电动机控制器时,从服务器中查询是否存在与该伺服电动机控制器同类型 的控制器,若是,则获取所述同类型的控制器对应的控制器参数,并下发到该伺服电动机控 制器中,反之,自适应设定该伺服电动机控制器的控制器参数并下发到该伺服电动机控制 器中;
[0062] 步骤2,针对伺服电动机控制器输出到伺服电动机的每个控制输出值,获取对应的 输入到伺服电动机的控制输入值,并计算其误差值后,根据获得的误差值进行实时推理并 对应调节伺服电动机控制器的控制参数。
[0063]进一步作为优选的实施方式,所述步骤2,其具体为:
[0064]针对伺服电动机控制器输出到伺服电动机的每个控制输出值,获取对应的输入到 伺服电动机的控制输入值,并计算其误差值e后,计算一段时间内的误差值积分ΤΙΤΑΕ,同时 获取伺服电动机首次控制器调节后的最大速度误差值e A以及经过预设时间后的速度误差 值eB后,根据预设推理规则调节伺服电动机控制器的比例增益、微分增益或积分增益;
[0065]所述预设推理规则是根据误差值e、最大速度误差值eA、速度误差值eB以及误差值 积分TITAE的不同数值范围,采用预设调节范围和预设步长对比例增益、微分增益或积分增 益进行调节。
[0066]以下结合具体实施例对本发明做详细说明。
[0067] 实施例一
[0068]参照图1,一种用于控制伺服电动机的物理信息系统,包括以太网、服务器、主控计 算机以及多个分别用于控制一伺服电动机的伺服电动机控制器,伺服电动机控制器、服务 器和主控计算机通过以太网相互连接;
[0069] 伺服电动机控制器用于对伺服电动机进行调节控制并采集伺服电动机的电机参 数后与自身的控制器参数一起发送到服务器,服务器用于存储多个伺服电动机的电机参数 以及每个伺服电动机对应的伺服电动机控制器的控制器参数,主控计算机用于根据服务器 所存储的电机参数和控制器参数,对多个伺服电动机和伺服电动机控制器进行在线监测诊 断并进行实时预警,同时进行实时推理并对伺服电动机控制器进行实时控制。本实施例中 的以太网也指互联网。存储多个伺服电动机的电机参数时,可能存在不同地方使用的伺服 电动机是同一型号的情况,因此,可以增加对应的用户标识例如使用地点、电机识别码等参 数进行唯一标识。
[0070] 电机参数包括伺服电动机的型号、运行时长、工作总时长、故障报警情况、工作电 流、工作电压和负载参数,控制器参数包括控制器的比例增益、微分增益和积分增益。控制 器的比例增益、微分增益和积分增益在电机的运行参数(包括电机的速度、位置等参数)的 作用是:比例增益的作用是调节比例,能够加快调节速度,积分增益的作用是减少速度跟随 误差,从而消除静差,微分增益的作用是改善系统的动态性能。
[0071] 服务器包括第一通信模块、第一控制模块和用于存储多个伺服电动机的电机参数 以及每个伺服电动机对应的伺服电动机控制器的控制器参数的存储模块,第一控制模块分 别与存储模块和第一通信模块连接,第一通信模块通过以太网分别与主控计算机和多个伺 服电动机控制器连接。
[0072] 主控计算机包括第二通信模块、第二控制模块、自动控制算法模块以及人工智能 算法模块,第一控制模块分别与第二通信模块、自动控制算法模块和人工智能算法模块连 接,第二通信模块通过以太网分别与服务器和多个伺服电动机控制器连接;自动控制算法 模块用于根据电机参数和控制器参数进行实时推理并获得对伺服电动机控制器的实时控 制参数,人工智能算法模块用于根据电机参数对伺服电动机和伺服电动机控制器进行在线 监测诊断并进行实时预警。
[0073] 第二控制模块用于结合自动控制算法模块和人工智能算法模块的输出结果进行 综合控制,同时还用于:对连接上的伺服电动机控制器进行实时检测,并在检测到存在不能 识别的伺服电动机控制器时,从服务器中查询是否存在与该伺服电动机控制器同类型的控 制器,也即,从服务器中查询其它用户Μ是否在实用该同类型的驱动器,若是,则获取同类型 的控制器对应的控制器参数,并下发到