[发明专利]一种电机控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种电机控制系统及方法，所述电机控制系统包括：闭环控制模块、开环控制模块、电机和电机转动角度判断模块；电机当前第一转动角度和定位角度的差值的绝对值大于预设的角度阈值时，闭环控制模块采用闭环控制方式驱动电机转动，电机当前第一转动角度和定位角度的差值的绝对值不大于预设的角度阈值时，开环控制模块采用开环控制方式驱动电机转动。这样可以避免开环控制存在的电机整个运行的过程中无功功率损耗较大、系统功耗大、驱动效率不高的问题。并且可以避免闭环控制存在的在电机转动接近停止时，系统反复在定位角度处进行调整，出现爬行现象，造成电机低速振荡，影响电机低速运动性能的问题。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种电机控制系统及方法。

背景技术

对步进电机的控制方式包括开环控制和闭环控制。开环控制结构示意图如图1所示，脉冲发生器产生脉冲信号，脉冲信号经过脉冲分配器和功率放大器传输至步进电机，由驱动电源为功率放大器供电。一个脉冲信号控制步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，也就是步距角。通过控制脉冲信号个数来控制角位移量，从而达到对步进电机准确定位的目的。

开环控制存在的问题是，整个过程中都是采用恒定电流的控制方法，给定的参考电流不会根据负载进行变化，一直都是恒定的设置值，而当负载较小时，电机整个运行的过程中无功功率损耗较大、系统功耗大、驱动效率不高。

伺服控制也就是闭环控制结构示意图如图2所示，整个控制过程存在电流、速度等反馈环节，通过闭环调节使得实际反馈量跟随参考输入量动态变化。采用矢量控制的方式，通过控制逆变器功率器件的开关模式及导通时间，产生有效电压矢量来逼近圆形磁场轨迹，从而带动电机转动。

闭环控制存在的问题是，用户可以对电机进行定位控制，也就是控制电机转动到定位角度时停下，在电机转动接近定位角度时，由于电流控制量很小，导致输出力矩很小，在系统摩擦力等影响下，造成系统反复在定位角度处进行调整，出现爬行现象，造成电机低速振荡，影响电机低速运动性能。而且电机停止时的扭矩很小，在外界负载的扰动下，也会引起电机反复定位调整。

发明内容

本发明实施例提供了一种电机控制系统及方法，用以解决电机整个运行的过程中无功功率损耗较大、系统功耗大、驱动效率不高，以及在电机转动接近定位角度时，出现爬行现象，造成电机低速振荡，影响电机低速运动性能的问题。

本发明实施例提供了一种电机控制系统，所述电机控制系统包括：闭环控制模块、开环控制模块和电机，所述电机控制系统还包括：电机转动角度判断模块；

所述电机转动角度判断模块分别与所述电机、所述闭环控制模块和所述开环控制模块连接，用于获取电机当前的第一转动角度以及电机停止转动时的定位角度，判断所述第一转动角度和定位角度的差值的绝对值是否大于预设的角度阈值，如果是，控制所述闭环控制模块与所述电机连接，如果否，控制所述开环控制模块与所述电机连接；

所述闭环控制模块，用于在与所述电机连接时，采用闭环控制方式向所述电机传输第一驱动电压值，驱动所述电机转动；

所述开环控制模块，用于在与所述电机连接时，采用开环控制方式向所述电机传输第二驱动电压值，驱动所述电机转动。

进一步地，所述电机控制系统还包括：位置传感器；

所述位置传感器分别与所述电机转动角度判断模块和所述电机连接；

所述电机转动角度判断模块，具体用于获取所述位置传感器输出的信号，根据所述信号确定电机当前的第一转动角度。

进一步地，所述电机控制系统还包括：开关模块；

所述开关模块的第一开关端与所述闭环控制模块连接，第二开关端与所述开环控制模块连接，第三开关端与所述电机连接；所述开关模块的控制端与所述电机转动角度判断模块连接；