[发明专利]大惯量柔性负载传动系统的驱动方法、系统及相关组件

说明书

本申请公开了一种大惯量柔性负载传动系统的驱动方法、系统及相关组件，涉及负载传动系统领域，大惯量柔性负载传动系统中电机的输出端连接负载，驱动方法包括：获取负载转矩电流；对负载转矩电流进行低频滤波得到滤波后电流；根据负载转矩电流和滤波后电流，得到调节电流；将调节电流输入第一PI控制器中，得到调节频率；根据调节频率和初步给定频率，确定最终给定频率；将最终给定频率作为电机给定频率对电机进行转速环控制。本申请在利用最终给定频率进行电机转速环控制时能够抑制柔性负载特征产生的低频振荡。该方法不需要传感器，也不需要针对性修改参数，具有低成本和高适用性的优点。

技术领域

本发明涉及负载传动系统领域，特别涉及一种大惯量柔性负载传动系统的驱动方法、系统及相关组件。

背景技术

大惯量柔性负载广泛存在于各类生产领域。这种大惯量柔性负载的大惯量柔性特征主要体现为低频振荡，不仅会影响速度控制精度，甚至会损坏机器，造成工业生产事故。因此对于大惯量柔性传动系统来说，提出一种简单可行的振动抑制方法是非常重要的。

现有技术中为了抑制振动，通常在柔性负载端加装一个位置或速度传感器，形成电机端与负载端的双闭环控制，实现对柔性负载振动的抑制。但是加装传感器会增加系统的成本，而且某些负载是在恶劣的环境中运行，传感器会受到外部环境的影响，造成传感信号存在传输误差，进而会加剧系统的振动，影响系统的安全运行。

基于传感器的缺点，一些学者提出了在电机矢量控制速度环输出与给定转矩电流之间插入一个陷波器，实现对柔性负载的平稳驱动。另一些学者提出计算柔性负载的动力学模型，提取模型的特征参数，结合整形器实现对柔性负载的平稳驱动。这两种方法都需要利用柔性负载的特征参数修改陷波器或整形器的参数，对于不同的应用场合，负载的特征参数都不尽相同，因此以上两种方法适应性较差，不利用实际工程应用。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是目前本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种适用性更高的大惯量柔性负载传动系统的驱动方法、系统及相关组件。其具体方案如下：

一种大惯量柔性负载传动系统的驱动方法，所述大惯量柔性负载传动系统中电机的输出端连接负载，所述驱动方法包括：

获取负载转矩电流；

对负载转矩电流进行低频滤波得到滤波后电流；

根据所述负载转矩电流和所述滤波后电流，得到调节电流；

将所述调节电流输入第一PI控制器中，得到调节频率；

根据所述调节频率和初步给定频率，确定最终给定频率；

将所述最终给定频率作为电机给定频率对所述电机进行转速环控制。

优选的，所述根据所述负载转矩电流和所述滤波后电流，得到调节电流的过程，包括：

在所述滤波后电流上减去所述负载转矩电流，得到调节电流；

相应的，所述根据所述调节频率和初步给定频率，确定最终给定频率的过程，包括：

对所述调节频率和初步给定频率求和，确定最终给定频率。

优选的，所述对负载转矩电流进行低频滤波得到滤波后电流的过程，包括：

将所述负载转矩电流和所述电机的实际频率输入观测器模块，得到观测电流；

对所述观测电流进行低频滤波得到滤波后电流。

优选的，所述将所述最终给定频率作为电机给定频率对所述电机进行转速环控制之后，还包括：

将所述观测电流作为所述电流环控制的前馈电流。