直線電機位置反饋控制系統(tǒng)及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及直線電機，特別是涉及一種直線電機位置反饋控制系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術】
[0002]在目前的直線電機閉環(huán)控制系統(tǒng)中，由于直線電機本身不帶編碼器，直線電機的位置數(shù)據(jù)都是通過一根直線光柵尺反饋到伺服放大器中，再通過另外一根直線光柵尺反饋到運動控制卡中，需要兩根直線光柵尺同時工作，才能組成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。
[0003]考慮到直線光柵尺需要經(jīng)常檢查及定期清潔，設計時需要給直線光柵尺留出很大的安裝空間，方便維護，無形中加大了設備的尺寸，同時直線光柵尺屬于精密器件，價格昂貴，兩根直線光柵尺對設備的成本造成很大的浪費，降低產(chǎn)品競爭力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要針對直線電機實現(xiàn)閉環(huán)控制的成本問題，提供一種直線電機位置反饋控制系統(tǒng)及其控制方法。
[0005]一種直線電機位置反饋控制系統(tǒng)，包括:
[0006]運動控制卡，用于發(fā)送運動信號；
[0007]伺服放大器，用于接收運動信號并進行放大后驅動直線電機運行；
[0008]位置信息獲取單元，用于將直線電機的位置數(shù)據(jù)反饋回伺服放大器和運動控制卡，伺服放大器根據(jù)反饋的位置數(shù)據(jù)對直線電機進行位置控制，運動控制卡根據(jù)反饋的位置數(shù)據(jù)，通過向伺服放大器發(fā)送運動信號對直線電機進行扭矩控制。
[0009]在其中一個實施例中，位置信息獲取單元將直線電機的位置數(shù)據(jù)反饋回伺服放大器和運動控制卡是先反饋回伺服放大器，再由伺服放大器向運動控制卡輸出位置數(shù)據(jù)。
[0010]在其中一個實施例中，位置信息獲取單元輸出的位置數(shù)據(jù)為方波信號。
[0011 ] 在其中一個實施例中，位置信息獲取單元為直線光柵尺。
[0012]在其中一個實施例中，伺服放大器和運動控制卡接收到的位置數(shù)據(jù)的幅值和相位相同、時序一致。
[0013]還有必要提供一種直線電機位置反饋控制方法，包括以下步驟:
[0014]運動控制卡向伺服放大器輸出運動指令及數(shù)據(jù)；
[0015]伺服放大器接收運動指令及數(shù)據(jù)后驅動直線電機運行；
[0016]位置信息獲取單元將直線電機的位置數(shù)據(jù)反饋給伺服放大器和運動控制卡；
[0017]伺服放大器根據(jù)反饋的位置數(shù)據(jù)進行位置控制；
[0018]運動控制卡根據(jù)反饋的位置數(shù)據(jù)，通過向伺服放大器發(fā)送運動信號對直線電機進行扭矩控制。
[0019]在其中一個實施例中，位置信息獲取單元將直線電機的位置數(shù)據(jù)反饋回伺服放大器和運動控制卡的步驟，是先反饋回伺服放大器，再由伺服放大器向運動控制卡輸出位置數(shù)據(jù)。
[0020]在其中一個實施例中，位置信息獲取單元將直線電機的位置數(shù)據(jù)反饋回伺服放大器和運動控制卡的步驟中，位置數(shù)據(jù)包括A相、B相和C相三相信號，B相信號滯后A相信號90度。
[0021]在其中一個實施例中，位置信息獲取單元將直線電機的位置數(shù)據(jù)反饋回所述伺服放大器和運動控制卡的步驟中，位置數(shù)據(jù)為方波信號。
[0022]在其中一個實施例中，位置信息獲取單元將直線電機的位置數(shù)據(jù)反饋回伺服放大器和運動控制卡的步驟中，伺服放大器和運動控制卡接收到的位置數(shù)據(jù)的幅值和相位相同、時序一致。
[0023]上述直線電機位置反饋控制系統(tǒng)及其控制方法，將運動控制卡、伺服放大器及一位置信息獲取單元組成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)來控制直線電機的位置，使系統(tǒng)可以通過運動控制卡進行視覺、激光、文件等數(shù)據(jù)的處理，同時只使用單個位置信息獲取單元就實現(xiàn)了直線電機的精確控制，系統(tǒng)及方法穩(wěn)定可靠、結構緊湊且成本可控。
【附圖說明】
[0024]圖1為一實施例中直線電機位置反饋控制系統(tǒng)的示意圖；
[0025]圖2為另一實施例中直線電機位置反饋控制系統(tǒng)的示意圖；
[0026]圖3為輸入伺服放大器與輸出伺服放大器的直線電機位置數(shù)據(jù)的相位示意圖；
[0027]圖4為直線電機位置反饋控制方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0028]為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關附圖對本發(fā)明進行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的首選實施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容更加透徹全面。
[0029]除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本發(fā)明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術語“及/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。
[0030]圖1為一實施例中直線電機位置反饋控制系統(tǒng)示意圖，包括運動控制卡110、伺服放大器20、直線電機30以及位置信息獲取單元130。
[0031]系統(tǒng)首先由運動控制卡110發(fā)送運動信號給伺服放大器20，伺服放大器20接收運動信號并進行放大后驅動直線電機30運行。
[0032]位置信息獲取單元130將直線電機的位置數(shù)據(jù)反饋回伺服放大器20和運動控制卡110，伺服放大器20根據(jù)反饋的位置數(shù)據(jù)對直線電機30進行位置控制，運動控制卡110根據(jù)反饋的位置數(shù)據(jù)，通過向伺服放大器20發(fā)送運動信號對直線電機30進行扭矩控制。從而使運動控制卡110、伺服放大器20、直線電機30和位置信息獲取單元130構成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。
[0033]運動控制卡是一種基于計算機或工業(yè)控制計算機，用于各種運動控制場合(包括位移、速度、加速度等)的上位控制單元。產(chǎn)品廣泛應用于工業(yè)自動化控制領域中需要精確定位、定長的位置控制系統(tǒng)和基于計算機的數(shù)字控制系統(tǒng)。具體就是將實現(xiàn)運動控制的底層軟件和硬件集成在一起，使其具有伺服電機控制所需的各種速度、位置控制功能，這些功能能通過計算機方便地調用。在其中一個實施例中，運動控制卡110還用于視覺、激光、文件等數(shù)據(jù)的處理。
[0034]在圖1所示實施例中，位置信息獲取單元130是將直線電機的位置數(shù)據(jù)先反饋回伺服放大器20，再由伺服放大器20向運動控制卡110輸出所述位置數(shù)據(jù)。這樣可以保證位置數(shù)據(jù)保持足夠的信號強度。在圖2所示實施例中，也可以是由位置信息獲取單元130分別將位置數(shù)據(jù)反饋回伺服放大器20和運動控制卡110，即反饋給運動控制卡110的位置數(shù)據(jù)不經(jīng)過伺服放大器20。
[0035]參見圖3，在該實施例中，位置信息獲取單元130輸出的位置數(shù)據(jù)為方波信號，伺服放大器20和運動控制卡110接收到的所述位置數(shù)據(jù)的幅值和相位相