[发明专利]伺服直流电机驱动控制装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于直流电机驱动器控制的技术领域，主要涉及一种伺服直流电机驱动控制装置及方法。

背景技术

随着现代化进程的不断深入，自动化设备被大量的应用在生活当中。作为主要动力源的直流电机被广泛的应用于各类小型自动控制系统上，例如智能机器人，自动卷帘门，电动车等。传统的直流电机调速方法很多，如调压调速、弱磁调速等，它们存在着调速响应慢、精度差、调速装置复杂等缺点。随着全控式电力电子器件技术的发展，以大功率晶体管作为开关器件的直流脉宽调制(PWM)调速系统已成为直流调速系统的主要发展方向。

现有技术中，专利名称为一种直流电机驱动器及驱动方法，公开号为：CN101478279，采用手动搭建的H桥电路作为驱动电路，对直流电机进行控制。此方法由于是手动搭建的电路，大大增加了控制策略与控制方法的复杂性，电机的制动与转向都需要通过软件的方式实现，而且手动搭建的全桥设别，并且缺少相应的过流过热保护措施，一旦电机出现问题不能及时响应，而且其转子位置检测电路也是自行设计的，其准确性及精度远远低于光电编码器，在精确控制上远远达不到机器人控制的标准。

在PID控制方面，在常规的全数字伺服驱动控制常采用PID控制器来控制电机的电流和速度。比例-积分-微分(PID)控制器是电机控制中最常见的一种控制调节器，它是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量的，系统由PID控制器和被控对象组成。

常规的PID控制原理如图1所示。PID控制器是一种线性控制器，它根据给定值r(t)与实际输出值u(t)构成控制偏差：e(t)＝r(t)-u(t)

将偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制，故称为PID控制器。其控制规律为：

u(t)=Kp[e(t)+1Ti∫01e(t)dt+Tdde(t)dt]]]>

式中K_p为比例放大系数；T_i为积分时间系数；T_d为微分时间系数。

但在实际直流电机实验调试过程中，经常出现一组控制参数只适用于某一特定输入，即系统的控制性能并不能一直保持最佳，有时和理想的效果相差相当大。由于受到参数整定方法烦杂的困扰，因此需要在改变输入时的同时进行PID参数的再次整定，以保证系统的性能。由此可知，原有的直流电机驱动控制PID参数整定方法，控制性能欠佳，无法满足现在伺服驱动的高精度要求。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种伺服直流电机驱动控制装置及方法，其可克服现有的缺陷，控制性能好，精度高。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种伺服直流电机驱动控制装置，其包括：DSP模块、全桥驱动模块、电流传感器模块、电源模块、通讯模块及光编信号处理电路，所述的电源模块为所述的DSP模块、电流传感器模块、全桥驱动模块提供电能；

DSP模块，通过脉宽调制技术发出脉宽调制信号，通过所述的全桥驱动模块将信号放大至直流电机的额定电压，控制直流电机；

所述的电流传感器模块串联在所述的全桥驱动模块与直流电机之间，用于读取直流电机的电流值，并将其传输给所述的DSP模块；

所述的通讯模块与DSP模块相连接，用于直流电机与其他设备的通讯。