[发明专利]伺服电机角度误差的补偿方法、系统及装置

说明书

本发明公开了伺服电机角度误差的补偿方法、系统及装置；方法包括：计算伺服电机在开环运行状态下q轴的电流值；根据伺服电机q轴的电流值，计算伺服电机的运行电角速度；根据伺服电机的运行电角速度，计算伺服电机的角度误差补偿值；系统包括电流值计算模块、电角速度计算模块和补偿值计算模块；装置包括存储器和处理器。本发明的角度补偿不需要人为干预，易于实现且人工成本低，避免了人工修正的误差，进而提高了角度检测的精度；另外，本发明不需要通过外部运动机构带动电机运行至一定速度，仅需计算伺服在开环运行状态下q轴的电流值，可广泛应用于伺服电机控制技术领域。

技术领域

本发明涉及伺服电机控制技术领域，尤其是伺服电机角度误差的补偿方法、系统及装置。

背景技术

伺服电机(永磁同步电动机)广泛应用于新能源汽车、机器人和数控机床。相对于其他电动机，伺服电机最大的优势在于：伺服电机带有检测角度的传感器，能为实际工程应用实现高精度的闭环控制提供所需要的反馈值。但由于传感器造成的误差：如制造误差、安装误差等，致使电机不能获得较高的控制精度。

为了解决类似上述由于传感器误差造成的精度问题，申请号为201280062593.3，授权公告号为CN 104011992B，名为“电动机控制装置、电动机控制方法”的中国发明专利针对无刷电机的角度分解器误差问题，提出了一种从电流指令值生成电压指令值，并利用在电动机流动的检测电流来进行反馈控制的电动机控制方法及装置。

上述专利文献(申请号为201280062593.3)公开的角度分解器修正方案存在以下的不足：

1)公开的技术需要用到电流比例-积分控制器，要求使得d轴和q轴的电流分别为零。但电流的检测存在噪声，以及控制器的参数调节对操作人员的要求较高，因此，在实际工程应用不容易实现；

2)该方案的角度分解器的修正过程，需要外部运动机构(如电动机或发电机)带动电机运行到一定转速，不能独立运行修正，实用性不高；

3)该方案的分解器误差修正过程，需要人工通过调整部(如电位器)调整角度误差，并通过显示器观察相应电流积分值是否为零，调整的精度依赖于人工经验，精度不高并且修正过程繁琐；

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种实用性高、易于实现且人工成本低的伺服电机角度误差的补偿方法、系统及装置，以提高角度误差调整的精度。

本发明所采取的第一技术方案是：

伺服电机角度误差的补偿方法，包括以下步骤：

计算伺服电机在开环运行状态下q轴的电流值；

根据伺服电机q轴的电流值，计算伺服电机的运行电角速度；

根据伺服电机的运行电角速度，计算伺服电机的角度误差补偿值。

进一步，所述计算伺服电机在开环运行状态下q轴的电流值这一步骤，包括以下步骤：

根据伺服电机的等效方程，获取伺服电机的开环运行方程；其中，所述伺服电机的等效方程为：

其中，u_d表示定子电压在d轴的分量；R_s代表定子电阻；i_d表示定子电流在d轴的分量；代表微分算子；ψ_d表示定子磁链在d轴的分量；ω_e表示伺服电机的运行电角速度；ψ_q表示定子磁链在q轴的分量；i_q表示定子电流在q轴的分量；u_q表示定子电压在q轴的分量；

根据伺服电机的开环运行方程，计算伺服电机q轴的电流值；其中，所述伺服电机的开环运行方程为：