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[发明专利]基于分数阶迭代学习的伺服电机控制方法及系统-CN201810392345.4有效
发明人： 张碧陶;姚科;高福荣 -专利权人：广州市香港科大霍英东研究院
申请日： 2018-04-27 - 公布日： 2020-08-28 - 主分类号： H02P21/18 文献下载
摘要：本发明公开了基于分数阶迭代学习的伺服电机控制方法及系统，方法包括：采用分数阶迭代学习算法对设定的电机运行速度值进行跟踪，得到速度控制量；通过矩阵变换法对速度控制量进行坐标变换，得到电机的三相电流控制值；检测电机运行的三相电流；根据电机的三相电流控制值和电机运行的三相电流，得到电机三相电压的弱电信号；将电机三相电压的弱电信号进行扩大处理，得到电机三相电压的强电信号以进行伺服电机的控制。系统包括速度控制模块、矢量变换模块、电流检测模块、电流控制模块和逆变模块。本发明的实时性高且能够让电机在扰动的情况下保持稳定的运行速度，可靠性高，可广泛应用于伺服电机控制技术领域。
基于分数阶迭代学习伺服电机控制方法系统

[发明专利]交流伺服电机的电流预测控制方法及其系统-CN201711141971.8有效
发明人：刘细平;张碧陶 -专利权人：江西理工大学
申请日： 2017-11-17 - 公布日： 2020-08-14 - 主分类号： H02P21/14 文献下载
摘要：一种交流伺服电机的电流预测控制方法，包括如下步骤：根据预设负载转矩预测函数关系，得到当前负载转矩预测值；根据预设电磁转矩函数关系以及当前负载转矩预测值，得到当前电磁转矩值；根据预设交轴电流函数关系以及当前电磁转矩值，得到交轴电流值。本发明的交流伺服电机的电流预测控制方法能够预测出交流伺服电机的实际电流值，从而可以采用软件算法的方式来代替传统电流传感器检测方式，使得能够无需配置电流霍尔传感器，以及能够更精确地得到交轴电流的数据，由此降低交流伺服驱动系统的硬件成本，提高行业竞争力。
交流伺服电机电流预测控制方法及其系统

[发明专利]永磁同步电机电气参数自动识别方法及系统-CN201810496967.1有效
发明人： 张碧陶;唐秀文 -专利权人：江西理工大学
申请日： 2018-05-22 - 公布日： 2020-06-30 - 主分类号： H02P21/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种永磁同步电机电气参数自动识别方法及系统，包括：1)指令电压设定部：设定d、q轴对应指令电压，使得电机在额定转速附近运行；2)d、q轴对应电流id和iq计算部：通过采集三相电流霍尔传感器的值ia,ib,ic，计算出对应d、q轴对应电流id和iq；3)伺服电机电角速度计算部：通过检测伺服电机在采用时间内的角度变化，计算出对应的角速度，并根据伺服电机的极对数计算出对应的电角速度；4)电机电气参数自动辨识部：辨识出对应电机的所有相关电气参数。本发明能快速识别出电机的所有相关电气参数，识别过程通过设定电压让电机工作在额定转速附近，可测得比较准确的电流和转速，保证电机电气参数的识别精度。
永磁同步电机电气参数自动识别方法系统

[发明专利]永磁同步电机矢量控制死区补偿方法及系统-CN201810495729.9有效
发明人： 张碧陶;唐秀文 -专利权人：江西理工大学
申请日： 2018-05-22 - 公布日： 2020-05-19 - 主分类号： H02P21/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种永磁同步电机矢量控制死区补偿方法及系统，包括：1)对三相电流的采集以及对应坐标的变换、滤波以及坐标反变换；2)通过电机自带的编码器，检测出当前采样周期的电角度，并根据对应时间间隔的电角度变化，计算出对应的电角速度，进而计算出电角加速度，并进行低通滤波处理后，用于预测下一个采样周期的电角度；3)通过对比当前电角度和下一个周期的预测电角度以及三相电流在当前采样周期的电流值是否小于设定阀值，进而判断出当前是否是死区补偿时间；4)根据判断的电流过零点时的死区补偿时间以及电流大小，实施对应电压的补偿。本发明克服由于过量计算和采样滞后造成的死区补偿失败，实现电机具有实时性的高性能控制。
永磁同步电机矢量控制死区补偿方法系统

[发明专利]注塑控制系统的开合模控制方法、系统及装置-CN201810376565.8有效
发明人： 张碧陶;姚科;高福荣 -专利权人：广州市香港科大霍英东研究院
申请日： 2018-04-25 - 公布日： 2020-03-31 - 主分类号： B29C45/76 文献下载
摘要：本发明公开了注塑控制系统的开合模控制方法、系统及装置，方法包括：根据注塑机控制器设定的开合模速度，计算模具的质量和死区速度；根据模具的质量和死区速度，计算开合模的实际运行速度；根据模具的死区速度和开合模的实际运行速度，计算模具的实际惯性位移；根据模具的实际惯性位移，对开合模进行控制；系统包括第一计算模块、第二计算模块、第三计算模块和控制模块；装置包括存储器和处理器。本发明通过对开合模过程的规划，根据模具的实际惯性位移，对开合模进行控制，大大减少了模具运行过程中由于速度阶跃运行冲击带来的噪声和磨损，提高了开合模定位的精确度，实用性高，可广泛应用于注塑设备控制技术领域。
注塑控制系统开合模控制方法系统装置

[发明专利]新能源汽车的变速机构及控制方法-CN201810496968.6有效
发明人： 张碧陶;唐秀文 -专利权人： 张碧陶
申请日： 2018-05-22 - 公布日： 2020-02-14 - 主分类号： B60L15/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种新能源汽车的变速机构及控制方法，动力输出轴上安装第二齿轮、第三齿轮，动力输出轴上位于第二齿轮、第三齿轮之间安装离合器，第二齿轮与第一齿轮啮合，第三齿轮与第四齿轮啮合，第一齿轮与永磁同步电机输出端连接，第四齿轮与交流异步电机输出端连接，交流异步电机、永磁同步电机输入端均连接电机切换模块，电机切换模块与复合控制系统连接。本发明克服现有新能源汽车电机系统在低速段或者高速度的弊端，这种新型的变速机构，不但能融合永磁同步电机在低速段具有的大扭矩以及节能优势，而且发挥交流异步电机在高速段的“弱磁”调速优势。保证新能源汽车同时具有低速大扭矩，满足宽调速范围的同时也保证新能源汽车的安全性。
齿轮新能源汽车交流异步电机永磁同步电机变速机构动力输出轴输出端连接齿轮啮合低速段复合控制系统安装离合器低速大扭矩电机系统节能优势连接电机调速大扭矩高速段宽调速输入端弱磁电机保证融合

[发明专利]一种注塑机全闭环自适应控制方法-CN201611154553.8有效
发明人： 张碧陶 -专利权人：广州市香港科大霍英东研究院
申请日： 2016-12-14 - 公布日： 2019-05-28 - 主分类号： B29C45/77 文献下载
摘要：本发明公开了本发明一种注塑机全闭环自适应控制方法，包括压力控制模式和注射速度控制模式。本发明通过压力控制模式和注射速度控制模式使注塑过程控制器能直接实时获取过程状态变量，针对被控量实时调整控制策略，保证控制精度。而且本发明中注塑控制器与电机驱动系统只要一根信号线连接，能有效提高注塑系统的可靠性，降低硬件成本。本发明可广泛应用于注塑机系统中。
一种注塑闭环自适应控制方法

[发明专利]用于控制伺服电动机的物理信息系统及其控制方法-CN201610012679.5有效
发明人： 张碧陶;王浩铎;姚科;高福荣 -专利权人：广州市香港科大霍英东研究院
申请日： 2016-01-06 - 公布日： 2018-11-16 - 主分类号： G05B19/418 文献下载
摘要：本发明公开了用于控制伺服电动机的物理信息系统及其控制方法，该物理信息系统包括以太网、服务器、主控计算机以及多个分别用于控制一伺服电动机的伺服电动机控制器，伺服电动机控制器、服务器和主控计算机通过以太网相互连接；主控计算机用于根据服务器所存储的电机参数和控制器参数，对多个伺服电动机和伺服电动机控制器进行在线监测诊断并进行实时预警，同时进行实时推理并对伺服电动机控制器进行实时控制。本发明可以对伺服电动机和伺服电动机控制器进行在线检测，以及自动地对伺服电动机控制器的控制参数进行控制调整，调整效率高，耗时短，使用简便且安全可靠，可广泛应用于工业生产自动化领域中。
用于控制伺服电动机物理信息系统及其方法

[发明专利]永磁同步电机电流控制方法及系统-CN201810524932.4在审
发明人： 张碧陶;姚科;高福荣 -专利权人：广州市香港科大霍英东研究院
申请日： 2018-05-28 - 公布日： 2018-11-13 - 主分类号： H02P21/22 文献下载
摘要：本发明公开了永磁同步电机电流控制方法及系统。所述方法包括对永磁同步电机的电角速度进行实时采样，根据永磁同步电机的机理方程和电角速度，计算永磁同步电机的D轴电流和Q轴电流，对D轴电流和Q轴电流进行坐标变换，从而得到三相反馈电流预估值，对三相反馈电流预估值进行误差校正，将经过误差校正的三相反馈电流预估值作为所需获得的三相反馈电流等步骤；所述系统包括电角度计算模块、电流计算模块、坐标变换模块和误差校正模块。本发明对通过传感器测得的三相反馈电流实测值进行了滤波，无需占用大量计算资源便能快速实现，能够为闭环控制算法提供高精度的三相反馈电流。
三相反馈电流永磁同步电机预估电流控制误差校正闭环控制算法电流计算模块角度计算模块误差校正模块坐标变换模块计算资源实时采样坐标变换传感器滤波实测占用

[发明专利]基于多维信息监测的伺服驱动系统故障预测以及诊断方法-CN201510867836.6有效
发明人： 张碧陶 -专利权人： 张碧陶
申请日： 2015-11-30 - 公布日： 2018-08-14 - 主分类号： H02P29/024 文献下载
摘要：本发明基于多维信息监测的伺服驱动系统故障预测以及诊断方法，包括以下步骤：S1、建立电机的运行状态中的位移P，速度V和电流I的关联模型；S2、通过关联模型预测电机的运行状态和故障检测。本发明通过永磁同步电机的伺服控制系统由位移控制器、速度控制器和电流控制器三闭环串联控制。因此，结合电机的运行状态如位移P，速度V和电流I具有的关联性，利用多维数据关联，能准确检控电机状态和预测故障；提前预测故障，保证设备安全有序生产，减少维护成本。
基于多维信息监测伺服驱动系统故障预测以及诊断方法

[发明专利]一种运动控制器与伺服驱动器协同控制系统-CN201510797100.6有效
发明人： 张碧陶 -专利权人： 张碧陶
申请日： 2015-11-18 - 公布日： 2018-08-14 - 主分类号： G05B19/414 文献下载
摘要：本发明公开了一种运动控制器与伺服驱动器协同控制系统，包括运动控制器与伺服驱动器，运动控制器、伺服驱动器均包括：DSP核心模块、AI/AO模块、DI/DO模块、总线模块FPGA模块，其中，在运动控制器、伺服驱动器中，所述AI/AO模块、DI/DO模块通过FPGA模块与DSP核心模块连接，运动控制器、伺服驱动器的AI/AO模块、DI/DO模块以及总线模块均一一对应相连，运动控制器、伺服驱动器均还包括按键模块，按键模块与FPGA模块连接。本发明的运动控制器与伺服控制器时具有脉冲、总线和模拟量连接，通讯方式的选择通过按键模块设定，可以柔性配置传输模式，灵活配置运动控制器与伺服驱动器的信号传输方式。
一种运动控制器伺服驱动器协同控制系统

[发明专利]一种面向注塑过程的永磁同步电机控制方法-CN201610014122.5有效
发明人： 张碧陶;姚科;高福荣 -专利权人：广州市香港科大霍英东研究院
申请日： 2016-01-06 - 公布日： 2018-07-31 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种面向注塑过程的永磁同步电机控制方法，包括：构建永磁同步电机在注塑过程中的速度环传递函数，构建永磁同步电机控制系统的PD控制器模型后，根据给定的控制系统的性能指标，结合速度环传递函数，对PD控制器进行参数整定后，获得PD控制器的控制输出，最后根据PD控制器的控制输出对永磁同步电机进行运动控制。本发明可自动计算获得永磁同步电机的控制参数，不需要人工调节，而且可使得永磁同步电机的响应信号快速跟随输入信号，系统跟随误差快速收敛，实时性较高，可实现精确控制，从而大大提高注塑生成的注塑产品质量，可广泛应用于注塑控制行业中。
一种面向注塑过程永磁同步电机控制方法

[发明专利]一种伺服驱动器的柔性控制方法-CN201510796499.6有效
发明人： 张碧陶 -专利权人： 张碧陶
申请日： 2015-11-18 - 公布日： 2018-05-29 - 主分类号： H02P23/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种伺服驱动器的柔性控制方法，包括以下步骤：根据电机要运行的位置和允许的运行速度，设定启动位移、启动速度以及刹车位移、刹车速度；设定位移控制算法及步骤、速度控制算法及步骤以及转矩控制算法及步骤；基于上述步骤二的算法及步骤，在伺服驱动器设置有控制环选通信号模块，所述控制环选通信号模块定义有以下三个3个信号选择导通值：X导通，则执行位移控制算法及步骤；Y导通，则执行速度控制算法及步骤；Z导通，则执行转矩控制算法及步骤；其中，X、Y、Z都不导通，则开环控制，即位移、速度、转矩都不控制；通过调整控制环选通信号模块的信号选择导通值，则可以增加或减少控制环。本发明可以根据被控对象的控制量灵活配置被控量，柔性增加或减少控制环。
导通算法控制环伺服驱动器选通信号速度控制算法柔性控制位移控制信号选择转矩控制刹车被控对象调整控制开环控制灵活配置模块定义控制量被控转矩电机

[发明专利]钥匙牙花识别方法-CN201711141996.8在审
发明人： 张碧陶;庞振全 -专利权人：江西理工大学
申请日： 2017-11-17 - 公布日： 2018-05-18 - 主分类号： G06N3/04 文献下载
摘要：一种钥匙牙花识别方法，包括感知步骤与训练学习步骤。通过感知步骤与训练学习步骤，能够以机器视觉为技术手段，经过大量的学习训练计息后得到确定的感知模型，经过模型匹配或对比，识别出钥匙牙花对应齿形。本发明的钥匙牙花识别方法能够快速而准确地识别出钥匙牙花，而且识别过程完成由计算机自动完成，不需要人工干预，而且性能稳定。
钥匙识别方法

[发明专利]一种注塑自动化生产系统及智能生产方法-CN201510319769.4有效
发明人： 张碧陶;姚科;高福荣 -专利权人：广州市香港科大霍英东研究院
申请日： 2015-06-11 - 公布日： 2018-05-18 - 主分类号： G05B19/418 文献下载
摘要：本发明公开了一种注塑自动化生产系统及智能生产方法，该生产系统包括云端服务器、中央控制系统、自动上下料系统、注塑设备、机械手、传送系统和包装设备，自动上下料系统、注塑设备、机械手、传送系统、包装设备以及中央控制系统之间通过现场总线连接，中央控制系统用于接收自动上下料系统、注塑设备和机械手所反馈回来的传感数据并发送到云端服务器以及对相应的设备进行优化调度控制，云端服务器用于对中央控制系统发送的传感数据进行提取分析后形成对应的数据文件，并生成相应设备的优化控制决策后发送给中央控制系统。本发明可以进行智能化注塑生产，大大减少了人工的参与，提高了生产效率，可广泛应用于注塑自动化生产行业中。
一种注塑自动化生产系统智能方法