本发明属于多极减速器的领域，尤其涉及一种电机驱动器、消除速度波动的控制系统及其控制方法。
背景技术：
现有的在传动链采用多极减速器的直流伺服系统中，使用末级角度传感器作为速度反馈时，由于齿轮间隙的影响，在转动过程会出现速度波动的问题，严重影响了伺服系统控制性能。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是：现有技术中的传动链采用多极减速器，在使用末级角度传感器作为速度反馈时，由于传动链中齿轮间隙的影响，在转动过程末级角度传感器会出现速度波动，严重影响了伺服系统的控制性能。
为解决上面的技术问题，本发明提供了一种电机驱动器，该电机驱动器包括：速度环控制模块、电流环控制模块、速度观测模块；所述速度环控制模块，用于根据预设的第一速度信息输出电流至所述电流环控制模块；
所述电流环控制模块，用于根据所述电流输出电枢电压，同时还用于接收电机反馈的电枢电流；
所述速度观测模块，用于接收所述电机反馈的所述电枢电流，并根据所述电枢电压和所述电枢电流计算第二速度信息，同时将所述第二速度信息反馈给所述速度环控制模块。
本发明的有益效果：采用本发明的电机驱动器对电枢电压和电枢电流进行计算，并且根据计算结果判断外部的设备是否稳定。
进一步地，所述速度环控制模块还用于根据所述第一速度信息和所述第二速度信息输出相应的电流至所述电流环控制模块。
本发明还涉及一种消除速度波动的控制系统，该控制系统包括：电机、机械台体和上述所述的电机驱动器，其中，所述电机驱动器、所述电机和所述机械台体依次连接；
所述电机驱动器根据预设的第一速度信息输出的电枢电压驱动所述电机转动以带动所述机械台体转动；
所述电机驱动器还根据所述第一速度信息和根据所述电枢电压和所述电机反馈的电枢电流计算得到的第二速度信息输出电枢电压，以驱动所述电机转动以带动所述机械台体转动，直至所述机械台体停止转动。
本发明的有益效果：采用上述的系统，采用电机驱动器得到的第二速度信息，根据第一速度信息和第二速度信息输出电压控制机械台体运动，这样可以使得机械台体的齿轮进行速度闭环，消除了传动链中齿轮间隙造成的速度波动，提高了系统运行速度的平稳性。
进一步地，所述电机为直流电机。
进一步地，根据以下公式计算所述第二速度信息：
其中，u为电枢电压，i为电枢电流，r为电枢电阻，ke反电势系数，φ为励磁磁通，n为电机转速，并且ke、φ、r均为常量，u和i与速度信息相关，ke′为第二速度信息。
本发明还涉及一种消除速度波动的控制方法，所述控制方法包括如下步骤：
s1，电机驱动器根据预设的第一速度信息输出电枢电压至电机；
s2，所述电机根据所述电枢电压转动以带动机械台体转动，并输出所述电枢电流给所述电机驱动器；
s3，所述电机驱动器根据所述电枢电流和输出的所述电枢电压，计算第二速度信息；
s4，所述电机驱动器根据所述第一速度信息和所述第二速度信息输出电枢电压至电机，执行s2和s3，直至所述机械台体停止转动。
本发明的有益效果：采用上述的方法，采用电机驱动器得到的第二速度信息，根据第一速度信息和第二速度信息输出电压控制机械台体运动，这样可以使得机械台体的齿轮进行速度闭环，消除了传动链中齿轮间隙造成的速度波动，提高了系统运行速度的平稳性。
进一步地，所述电机为直流电机。
进一步地，所述s3中，根据以下公式计算所述第二速度信息：
其中，u为电枢电压，i为电枢电流，r为电枢电阻，ke反电势系数，φ为励磁磁通，n为电机转速，并且ke、φ、r均为常量，u和i与速度信息相关，ke′为第二速度信息。
附图说明
图1为本发明的一种电机驱动器的示意图；
图2为本发明的一种消除速度波动的控制系统的示意图；
图3为现有技术中观测速度波动的控制系统的示意图；
图4为本发明的一种消除速度波动的控制方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
如图1所示，本实施例1是一种电机驱动器，该电机驱动器包括：速度环控制模块、电流环控制模块、速度观测模块；所述速度环控制模块，用于根据预设的第一速度信息输出电流至所述电流环控制模块；
所述电流环控制模块，用于根据所述电流输出电枢电压，同时还用于接收电机反馈的电枢电流；
所述速度观测模块，用于接收所述电机反馈的所述电枢电流，并根据所述电枢电压和所述电枢电流计算第二速度信息，同时将所述第二速度信息反馈给所述速度环控制模块。
需要说明的是，在本实施例1中采用的电机驱动器是在传统的电机驱动器增加了速度观测模块，该速度观测模块是在传统的电机驱动器增加的一些软件代码，这些代码是实现检测和计算速度功能的。另外，还需要解析的是第一速度信息是预先设定在电机驱动器一个速度值或者外部输入的一个速度值，即为附图1-3中的“速度给定”，然后电机驱动器能够根据这个速度值输出初始的电枢电压，电机根据电枢电压转动并输出电枢电流，从而电机驱动器能够接收电机反馈的电枢电流。电机驱动器中设置好的软件代码会根据接收到的电枢电流和自身输出的电枢电压计算第二速度信息，并将该第二速度信息反馈给速度环控制模块，即为附图1-3中的“速度反馈”。
可选地，在本实施例1中，所述速度环控制模块还用于根据所述第一速度信息和所述第二速度信息输出相应的电流至所述电流环控制模块。
还需要说明的是，电机驱动器根据上述第二速度信息和第一速度信息，输出电枢电压，电机根据电枢电压转动并输出电枢电流，从而电机驱动器能够接收电机反馈的电枢电流。电机驱动器中设置好的软件代码会根据接收到的电枢电流和自身输出的电枢电压计算第二速度信息，从而继续重复上述的操作。
实施例2
如图2所示，本实施例2是一种消除速度波动的控制系统，该控制系统包括：电机、机械台体和本实施例1所述的电机驱动器，其中，所述电机驱动器、所述电机和所述机械台体依次连接；
所述电机驱动器根据预设的第一速度信息输出的电枢电压驱动所述电机转动以带动所述机械台体转动；
所述电机驱动器还根据所述第一速度信息和根据所述电枢电压和所述电机反馈的电枢电流计算得到的第二速度信息输出的电枢电压，以驱动所述电机转动以带动所述机械台体转动，直至所述机械台体停止转动。
需要说明的是，如图3所示，是现有技术中的观测速度波动的控制系统，而本实施例2中的控制系统采用了一种实施例1的电机驱动器，该电机驱动器包括：速度环控制模块、电流环控制模块、速度观测模块；所述速度环控制模块，用于根据预设的第一速度信息输出电流至所述电流环控制模块；
所述电流环控制模块，用于根据所述电流输出电枢电压，同时还用于接收电机反馈的电枢电流；
所述速度观测模块，用于接收所述电机反馈的所述电枢电流，并根据所述电枢电压和所述电枢电流计算第二速度信息，同时将所述第二速度信息反馈给所述速度环控制模块。
需要说明的是，在本实施例2中采用的电机驱动器是在传统的电机驱动器增加了速度观测模块，该速度观测模块是在传统的电机驱动器增加的一些软件代码，这些代码是实现检测和计算速度功能的。另外，还需要解析的是第一速度信息是预先设定在电机驱动器一个速度值或者外部输入的一个速度值，即为附图1-3中的“速度给定”，然后电机驱动器能够根据这个速度值输出初始的电枢电压，电机根据电枢电压转动并输出电枢电流，从而电机驱动器能够接收电机反馈的电枢电流。电机驱动器中设置好的软件代码会根据接收到的电枢电流和自身输出的电枢电压计算第二速度信息，并将该第二速度信息反馈给速度环控制模块，即为附图1-3中的“速度反馈”。
可选地，在本实施例2中，所述速度环控制模块还用于并根据所述第一速度信息和所述第二速度信息输出相应的电流至所述电流环控制模块。
还需要说明的是，电机驱动器将上述第二速度信息和第一速度信息输出电枢电压，电机根据电枢电压转动并输出电枢电流，从而电机驱动器能够接收电机反馈的电枢电流。电机驱动器中设置好的软件代码会根据接收到的电枢电流和自身输出的电枢电压计算第二速度信息，从而继续重复上述的操作。
还需要说明的是，在本实施例2中的电机驱动器驱动电机转动以带动从而机械台体转动；而且电机驱动器还将上述提及到的第二速度信息和初始的第一速度信息，从而继续开始所述控制系统的循环操作，直至将所述控制系统停止转动。比如：当第一次给电机驱动器输入速度信息后，系统根据这个速度信息开始操作，电机驱动器会计算出第二速度信息，然后系统会根据这个第二速度信息和所述第一速度信息开始操作，电机驱动器又会计算出第二速度信息，不断地进行系统速度的调整，直至机械台体停止转动，才停止反馈第二速度信息。
可选地，在本实施例2中的电机为直流电机。
可选地，根据以下公式计算所述第二速度信息：
其中，u为电枢电压，i为电枢电流，r为电枢电阻，ke反电势系数，φ为励磁磁通，n为电机转速，并且ke、φ、r均为常量，u和i与速度信息相关，ke′为第二速度信息。
其中，直流电机的运动学方程为：u＝i*r+ke*φ*n(1)，
其中u为电枢电压，i为电枢电流，r为电枢电阻，ke反电势系数，φ为励磁磁通，n为电机转速。对运动学方程进行变换可得：
ke、φ、r均为常量，u和i与运行速度相关。
实施例3
如图4所示，在本实施例3中是一种消除速度波动的控制方法，所述控制方法包括如下步骤：
s1，电机驱动器根据预设的第一速度信息输出电枢电压至电机；
s2，所述电机根据所述电枢电压转动以带动机械台体转动，并输出所述电枢电流给所述电机驱动器；
s3，所述电机驱动器根据所述电枢电流和输出的所述电枢电压，计算第二速度信息；
s4，所述电机驱动器根据所述第一速度信息和所述第二速度信息输出电枢电压至电机，执行s2和s3，直至所述机械台体停止转动。
需要说明的是，在本实施例3中是先在电机驱动器中预设第一速度信息或者从外部给电机驱动器输入第一速度信息，同时电机驱动器会根据这个第一速度信息输出电枢电压至电机，电机接收到电枢电压后会自身转动，在自身转动的情况下带动机械台体运动，由于机械台体会根据不同的速度发生波动，所以采用本实施例3可以消除速度发生波动的问题。电机转动的同时会输出电枢电流给电机驱动器，电机驱动器会根据自身输出的电枢电压和电枢电流计算第二速度信息，然后根据这个第二速度信息和第一速度信息再输出电枢电压至电机，执行s2和s3，直到机械台体停止转动，才停止速度反馈。比如：当第一次给电机驱动器输入速度信息后，根据这个速度信息开始操作，电机驱动器会计算出第二速度信息，然后会根据这个第二速度信息和所述第一速度信息开始操作，电机驱动器又会计算出第二速度信息，直到机械台体停止转动，才停止反馈第二速度信息。
可选地，在本实施例3中的电机是根据所述电枢电压转动以带动所述机械台体转动，并输出所述电枢电流给所述电机驱动器。
可选地，在本实施例3中的电机为直流电机。
可选地，根据以下公式计算所述第二速度信息：
其中，u为电枢电压，i为电枢电流，r为电枢电阻，ke反电势系数，φ为励磁磁通，n为电机转速，并且ke、φ、r均为常量，u和i与速度信息相关，ke′为第二速度信息。
其中，直流电机的运动学方程为：u＝i*r+ke*φ*n(1)，
其中u为电枢电压，i为电枢电流，r为电枢电阻，ke反电势系数，φ为励磁磁通，n为电机转速。对运动学方程进行变换可得：
ke、φ、r均为常量，u和i与运行速度相关。
在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。