專利名稱：馬達(dá)速度控制器及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種馬達(dá)速度的控制器及其控制方法，特別是有關(guān)于一種交流感應(yīng) 馬達(dá)在扭力和功率限制的下，經(jīng)由執(zhí)行多次差值運(yùn)算來(lái)控制馬達(dá)運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度、加速度和 急沖度O
背景技術(shù)：
在一般工業(yè)應(yīng)用上，常常將馬達(dá)(特別是交流感應(yīng)馬達(dá))的控制曲線區(qū)分為定扭 力區(qū)及定功率區(qū)，以此來(lái)控制馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)速度，定扭力區(qū)及定功率區(qū)的速度曲線特性，請(qǐng)參 考圖1。如圖1所示，當(dāng)馬達(dá)的速度在定扭力區(qū)時(shí)，馬達(dá)的扭力會(huì)依其加速或負(fù)載需求而增 加，直到最大扭力后，即無(wú)法再增加；而當(dāng)馬達(dá)的速度到達(dá)定功率區(qū)后(也就是馬達(dá)的速度 到達(dá)基底速度后)，馬達(dá)的加速度隨著最大扭力的變小逐漸形成非線性的衰減。在傳統(tǒng)的馬 達(dá)速度控制中，為了讓輸出扭力能夠符合第1圖的速度對(duì)扭力限制的特性曲線，在進(jìn)行規(guī) 劃馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)速度時(shí)，都是將速度-時(shí)間曲線分割成許多段來(lái)近似，如圖2所示。為此，使 用者必須事先給定馬達(dá)每一段的端點(diǎn)速度及每一段的加速度時(shí)間，最后得到一條不平滑的 速度曲線。上述的馬達(dá)控制方式存在兩個(gè)缺點(diǎn)，第一個(gè)缺點(diǎn)是當(dāng)馬達(dá)速度超過(guò)基底速度進(jìn)入 定功率區(qū)時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)要求使用者給定多段的參數(shù)，以期望能夠逼近理想的速度時(shí)間曲線， 但此一方法無(wú)法達(dá)到較佳的加減速控制。同時(shí)，給定多段參數(shù)在應(yīng)用上給使用者帶來(lái)不便 以及設(shè)定上的困難；第二個(gè)缺點(diǎn)是當(dāng)馬達(dá)在不同速度區(qū)間轉(zhuǎn)換時(shí)，必須轉(zhuǎn)換不同加速度，切 換點(diǎn)加減速太劇烈，轉(zhuǎn)換時(shí)急沖度很大，可能造成主軸運(yùn)轉(zhuǎn)不平順。

發(fā)明內(nèi)容
為改善現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)馬達(dá)速度控制上的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種數(shù)值控制器來(lái)控制 馬達(dá)的速度，其通過(guò)系統(tǒng)給定的馬達(dá)加減速時(shí)間、目前速度、基底速度和最大速度，實(shí)時(shí)動(dòng) 態(tài)計(jì)算出當(dāng)時(shí)的最大加速度，配合使用者給定的目標(biāo)速度和馬達(dá)的最大急沖度，作為加減 速的規(guī)劃依據(jù)。在每一次插值時(shí)間點(diǎn)，以目前速度和目前加速度值，用最短時(shí)間到達(dá)目標(biāo)速 度來(lái)進(jìn)行規(guī)劃，計(jì)算出下個(gè)插值時(shí)間點(diǎn)的速度和加速度值輸出到馬達(dá)。經(jīng)由重復(fù)上述決策 方法，可以在最短時(shí)間內(nèi)將目前馬達(dá)速度增加或減少到目標(biāo)速度。依據(jù)上述的控制器，本發(fā)明的一主要目的在提供一種控制器及其控制方法，使得 馬達(dá)能在最大加速度和最大急沖度的限制內(nèi)將馬達(dá)以最短的時(shí)間內(nèi)平滑地變動(dòng)加(減)速 到目標(biāo)速度，故可減少馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)的震動(dòng)現(xiàn)象。本發(fā)明的另一主要目的在提供一種控制器及其控制方法，使得馬達(dá)能在最大加速 度和最大急沖度的限制內(nèi)將馬達(dá)以最短的時(shí)間內(nèi)平滑地變動(dòng)加(減)速到目標(biāo)速度，故可 延長(zhǎng)馬達(dá)的壽命。本發(fā)明的再一主要目的在提供一種控制器及其控制方法，使得馬達(dá)能在最大加速 度和最大急沖度的限制內(nèi)，可通過(guò)改變目標(biāo)速度來(lái)控制馬達(dá)的加(減)速，故可使馬達(dá)能平滑地變動(dòng)加(減)速到目標(biāo)速度，使得加工件有較佳的精度。本發(fā)明的還有一主要目的在提供一種控制器及其控制方法，使得馬達(dá)能在最大加 速度和最大急沖度的限制內(nèi)，可在馬達(dá)的實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)速度狀態(tài)下來(lái)調(diào)整馬達(dá)的目前速度， 故可使馬達(dá)在最短時(shí)間內(nèi)反應(yīng)外部所給予的命令。本發(fā)明的再一主要目的在提供一種控制器及其控制方法，使得馬達(dá)能在最大加速 度和最大急沖度的限制內(nèi)，當(dāng)馬達(dá)的速度超過(guò)基底速度時(shí)，亦可配合馬達(dá)最大扭力隨著速 度增加而衰減的特性，去限制馬達(dá)的最大加速度，故可使馬達(dá)自動(dòng)調(diào)整馬達(dá)速度的輸出。依據(jù)上述的各種目的，本發(fā)明首先提供一種控制馬達(dá)速度的方法，包括提供一馬 達(dá)的基底速度、最大速度、加速至最大速度的時(shí)間及加速到最大加速度的時(shí)間，以完成馬達(dá) 的最大速度、最大加速度及最大急沖度的設(shè)定；接著，提供一插值運(yùn)算周期及目標(biāo)速度；然 后馬達(dá)從靜止開(kāi)始啟動(dòng)，并依預(yù)設(shè)周期啟動(dòng)插值運(yùn)算；再接著，執(zhí)行一插值運(yùn)算，依該預(yù)設(shè) 周期啟動(dòng)插值運(yùn)算，在任一時(shí)刻進(jìn)行插值運(yùn)算時(shí)，可得知該馬達(dá)的目前速度及目前加速度； 據(jù)此獲得一加速度曲線規(guī)劃，將該馬達(dá)的該目前速度、該目前加速度以及在該最大加速度 與該最大急沖度的限制下所預(yù)設(shè)的該目標(biāo)速度進(jìn)行判斷，以規(guī)劃出一個(gè)使該目前速度達(dá)到 該目標(biāo)速度且此時(shí)加速度為零的加速度曲線規(guī)劃；然后，再計(jì)算出一實(shí)時(shí)速度及實(shí)時(shí)加速 度，依據(jù)該加速度曲線規(guī)劃進(jìn)行該馬達(dá)的加減速控制，并計(jì)算輸出該次插值運(yùn)算周期結(jié)束 時(shí)間點(diǎn)的實(shí)時(shí)速度和實(shí)時(shí)加速度；最后，輸出該實(shí)時(shí)速度，以作為該馬達(dá)的速度控制命令。 重復(fù)步驟上述的過(guò)程直到全程運(yùn)動(dòng)流程結(jié)束時(shí)，使得該馬達(dá)達(dá)到該目前速度值與該目標(biāo)速 度相同且加速度為零。本發(fā)明接著再提供一種馬達(dá)速度的控制器，該控制器是在馬達(dá)的最大加速度及最 大急沖度的限制下，在一設(shè)定的插值運(yùn)算周期中執(zhí)行多次差值運(yùn)算來(lái)控制該馬達(dá)的速度， 其中該控制器的特征在于以前一次插值運(yùn)算所輸出的一實(shí)時(shí)速度值來(lái)作為下一次插值運(yùn) 算的目前速度值，并于該下一次插值運(yùn)算中，由該目前速度值與一目標(biāo)速度值之間的差值 來(lái)選擇一加速度規(guī)劃曲線，并再依據(jù)該加速度規(guī)劃曲線進(jìn)行該馬達(dá)的加減速控制，并于該 下一次插值運(yùn)算結(jié)束時(shí)，輸出該實(shí)時(shí)速度值至該馬達(dá)，以作為該馬達(dá)的速度控制命令，使得 于該插值運(yùn)算周期結(jié)束時(shí)，該馬達(dá)的該目前速度值達(dá)到該目標(biāo)速度且加速度為零。本發(fā)明接著再提供一種制造系統(tǒng)，包括一可控制的馬達(dá)及一控制器，該控制器用 以控制該馬達(dá)運(yùn)動(dòng)，其中該制造系統(tǒng)的特征在于該控制器在設(shè)定的最大加速度及最大急 沖度的限制下，以及在一設(shè)定的插值運(yùn)算周期中執(zhí)行多次差值運(yùn)算來(lái)控制該馬達(dá)的速度， 并以前一次插值運(yùn)算所輸出的一實(shí)時(shí)速度值來(lái)作為下一次插值運(yùn)算的目前速度值，并于該 下一次插值運(yùn)算中，由該目前速度值與一目標(biāo)速度值之間的差值來(lái)選擇一加減速度曲線規(guī) 劃，并再依據(jù)該加減速度曲線進(jìn)行該馬達(dá)的加減速控制，并于該下一次插值運(yùn)算結(jié)束時(shí)，輸 出該實(shí)時(shí)速度值至該馬達(dá)，以作為該馬達(dá)的速度控制命令，使得于該插值運(yùn)算周期結(jié)束時(shí)， 該馬達(dá)的該目前速度值達(dá)到該目標(biāo)速度且加速度為零。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)交流感應(yīng)馬達(dá)的扭力-速度圖。圖2是現(xiàn)有技術(shù)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃的速度-時(shí)間圖。圖3是每次插值時(shí)間內(nèi)的速度加速度決定流程圖。
圖4是運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)速度最佳運(yùn)動(dòng)規(guī)劃流程圖。圖5是最佳運(yùn)動(dòng)規(guī)劃三段加速度曲線圖。圖6是最佳運(yùn)動(dòng)規(guī)劃兩段加速度曲線圖。圖7是最佳運(yùn)動(dòng)規(guī)劃三段加速度曲線圖。圖8是最佳運(yùn)動(dòng)規(guī)劃兩段加速度曲線圖。圖9是馬達(dá)在定扭力和定功率區(qū)的速度-時(shí)間圖。圖10是馬達(dá)在定扭力和定功率區(qū)的加速度-時(shí)間圖。圖11是馬達(dá)在定扭力和定功率區(qū)的急沖度-時(shí)間圖。圖12是馬達(dá)在未到達(dá)定功率區(qū)的速度-時(shí)間圖。圖13是馬達(dá)在未到達(dá)定功率區(qū)的加速度-時(shí)間圖。圖14是馬達(dá)在未到達(dá)定功率區(qū)的急沖度-時(shí)間圖。圖15是馬達(dá)在定扭力和定功率區(qū)的速度-時(shí)間圖。圖16是馬達(dá)在定扭力和定功率區(qū)的加速度-時(shí)間圖。圖17是馬達(dá)在定扭力和定功率區(qū)的急沖度-時(shí)間圖。圖18是本發(fā)明的一多軸制造系統(tǒng)的示意圖。主要元件符號(hào)說(shuō)明A從馬達(dá)運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)到目標(biāo)速度的等最大急沖度區(qū)段。B從馬達(dá)運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)到目標(biāo)速度的等最大加速度區(qū)段。C馬達(dá)最大加速度在定功率區(qū)和目前速度成反比。D從馬達(dá)運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)到目標(biāo)速度的負(fù)等最大急沖度區(qū)段。10多軸制造系統(tǒng)100控制器101數(shù)據(jù)輸入單元103加減速規(guī)劃單元105插值運(yùn)算單元
具體實(shí)施例方式由于本發(fā)明揭露一種控制馬達(dá)速度的控制器及其控制方法，特別是對(duì)一種交流感 應(yīng)馬達(dá)的控制，因此，在以下的說(shuō)明中，將詳細(xì)說(shuō)明控制器與其馬達(dá)速度控制方法，而對(duì)于 交流感應(yīng)馬達(dá)則不作完整描述。此外，本發(fā)明所提及的各種控制方法中所表示的圖式，亦并 未依據(jù)實(shí)際的相關(guān)尺寸完整繪制，其作用僅在表達(dá)與本創(chuàng)作特征有關(guān)的示意圖。特別要說(shuō) 明，在下述說(shuō)明中的各種說(shuō)明是為本發(fā)明的實(shí)施例，并非用以限制本發(fā)明。本發(fā)明是一種控制馬達(dá)速度的控制器，特別是對(duì)交流感應(yīng)馬達(dá)的控制方法。當(dāng)使 用者要對(duì)一制造系統(tǒng)中的可控制的機(jī)械裝置(例如一種CNC車床、CNC銑床、攻牙機(jī)或是鉆 孔機(jī)等)進(jìn)行加工路程的設(shè)定時(shí)，首先，提供驅(qū)動(dòng)制造設(shè)備的馬達(dá)的基底速度(Vf)、最大速 度、加速至最大速度的時(shí)間及加速到最大加速度的時(shí)間至制造系統(tǒng)中的控制器；然后，設(shè)定 加工路程的插值運(yùn)算周期及目標(biāo)速度。接著，根據(jù)馬達(dá)的加速特性，制造系統(tǒng)會(huì)再給定馬達(dá) 最大加速度(Amax)和最大急沖度值(Jmax)至控制器，以確保在運(yùn)動(dòng)全程中，馬達(dá)的加速度和 急沖度不會(huì)超過(guò)這些默認(rèn)值，其中最大加速度(Amax)是指當(dāng)馬達(dá)到達(dá)基底速度時(shí)的加速度。因此，控制器必須在每次插值運(yùn)算的周期內(nèi)(例如每10微秒執(zhí)行一次插值運(yùn)算)，獲得馬 達(dá)當(dāng)時(shí)的實(shí)時(shí)速度(或稱目前速度)和實(shí)時(shí)加速度(或稱目前加速度)，然后輸出新的速度 命令給馬達(dá)，利用此種控制方式來(lái)控制馬達(dá)的實(shí)際速度(或稱實(shí)時(shí)速度或是目前速度)最 終達(dá)到給定的馬達(dá)目標(biāo)速度(V。md)，而此一馬達(dá)目標(biāo)速度可由使用者來(lái)設(shè)定。其詳細(xì)的控制 過(guò)程說(shuō)明如下。首先，請(qǐng)參考圖3，為本發(fā)明每次插值時(shí)間內(nèi)的速度加速度決定流程圖。如圖3所 示，當(dāng)使用者經(jīng)由控制器來(lái)啟動(dòng)馬達(dá)時(shí)，馬達(dá)于靜止到啟動(dòng)時(shí)刻，此時(shí)馬達(dá)的速度和加速度 都為零。接著，控制器依據(jù)給定的馬達(dá)基底速度、馬達(dá)最大速度、馬達(dá)加速至最大速度的時(shí) 間及馬達(dá)加速到最大加速度的時(shí)間以及插值運(yùn)算周期及目標(biāo)速度等訊息，并在馬達(dá)的最大 加速度及最大急沖度的限制下，進(jìn)行插值運(yùn)算，以期獲得馬達(dá)的目前速度及目前加速度，如 步驟301所示。再接著，控制器會(huì)依據(jù)馬達(dá)的目前速度及目前加速度數(shù)值，將之與目標(biāo)速度 進(jìn)行比較，以便能規(guī)劃出一個(gè)在最短時(shí)間內(nèi)能讓目前速度與目標(biāo)速度相同的加減速度曲線 規(guī)劃，如步驟302所示。在此步驟中，控制器為了避免馬達(dá)在抵達(dá)目標(biāo)速度后，仍然有震動(dòng) 的現(xiàn)象，因此，控制器除了控制馬達(dá)的速度必須要精確到達(dá)目標(biāo)速度外，同時(shí)，也要控制馬 達(dá)的加速度也要同時(shí)到達(dá)零，如此，當(dāng)馬達(dá)的目前速度一旦到達(dá)目標(biāo)速度后，才不會(huì)再有加 減速所造成的震動(dòng)。而為了達(dá)到如此的目標(biāo)速度，控制器不僅必須克服目前速度和目標(biāo)速度的速度 差，同時(shí)還要確保目前加速度在達(dá)目標(biāo)速度時(shí)以不超過(guò)最大急沖度的限制而減少(增加) 到零，圖4即為此加減速度曲線的流程圖。說(shuō)明如下如果控制器判斷目標(biāo)速度(例如 IOOrpm)減去目前速度(例如60rpm)的差比將目前加速度依最大急沖度減少(增加)到零 所需的速度差還要大時(shí)，則表示還可再增加加速度；同時(shí)又判斷出此速度差又比將目前加 速度依最大急沖度增加到最大加速度再馬上減少到零所產(chǎn)生的速度差還要大時(shí)，則由如步 驟401所示，控制器可由目前速度(Vn。w)、目前加速度(An。w)，可以規(guī)劃出一個(gè)三段加減速度 曲線，如圖5所示；反之，如果判斷出此速度差又比將目前加速度依最大急沖度增加到最大 加速度再馬上減少到零所產(chǎn)生的速度差還要小時(shí)，則由如步驟402所示，控制器可由目前 速度(Vn。w)、目前加速度(An。w)可以規(guī)劃出兩段加減速度曲線，如圖6所示。在上述圖5所示 的三段加減速度曲線是由一段正最大急沖度增加加速度至最大加速度后(即第一段)，以 最大加速度保持一段等加速度(即第二段)，再由一段負(fù)最大急沖度減少加速度至加速度 等于零(即第三段)，很明顯地，在圖5的實(shí)施例中，馬達(dá)已到達(dá)基底速度或是在定功率區(qū)； 而在上述圖6所示的二段加減速度曲線是由一段正最大急沖度增加加速度后(即第一段)， 于到達(dá)最大加速度前，再由一段負(fù)最大急沖度減少加速度至加速度等于零(即第二段)；很 明顯地，在圖6的實(shí)施例中，馬達(dá)尚未到達(dá)基底速度或是馬達(dá)仍然在定扭力區(qū)。再者，如果目標(biāo)速度(例如100rpm)減去目前速度(例如120rpm)的差比將目前 加速度依最大急沖度減少(增加)到零所產(chǎn)生的速度差還要小時(shí)，則表示馬達(dá)必須馬上減 少加速度。在此情況下，如果控制器又同時(shí)判斷此速度差比將目前加速度依最大急沖度減 少到負(fù)最大加速度再馬上增加到零所產(chǎn)生的速度差還要大時(shí)，則由如步驟403所示，控制 器可由目前速度、目前加速度，可以規(guī)劃出三段加減速度曲線，如圖7所示。反之，如果控制 器又同時(shí)判斷此速度差比將目前加速度依最大急沖度減少到負(fù)最大加速度再馬上增加到 零所產(chǎn)生的速度差還要小時(shí)，則由如步驟404所示，控制器可由目前速度、目前加速度，可以規(guī)劃出二段加減速度曲線，如圖8所示。在上述圖7所示的三段加減速度曲線是由一段 負(fù)最大急沖度減少加速度至負(fù)最大加速度后(即第一段)，以負(fù)最大加速度保持一段等加 速度(即第二段)，再由一段正最大急沖度增加加速度至加速度等于零(即第三段)；很明 顯地，在圖7的實(shí)施例中，馬達(dá)已到達(dá)基底速度或是在定功率區(qū)；而在上述圖8所示的二段 加減速度曲線是由一段負(fù)最大急沖度減少加速度后，于到達(dá)負(fù)最大加速度前(即第一段)， 再由一段正最大急沖度增加加速度至加速度等于零(即第二段)；很明顯地，在圖8的實(shí)施 例中，馬達(dá)尚未到達(dá)基底速度或是馬達(dá)仍然在定扭力率區(qū)。當(dāng)規(guī)劃出上述的各種加減速度曲線之后，則可在制造系統(tǒng)的控制器在每次插值運(yùn) 算時(shí)間點(diǎn)，依據(jù)當(dāng)時(shí)馬達(dá)的速度(即目前速度)及加減速度曲線所得的加減速度規(guī)劃而計(jì) 算出下個(gè)插值時(shí)間點(diǎn)的速度，如步驟303所示。此得到的速度即為輸出到馬達(dá)的新速度指 令，如步驟304所示。如此經(jīng)過(guò)多次的插值運(yùn)算時(shí)間點(diǎn)來(lái)不斷地實(shí)時(shí)更新系統(tǒng)的最新速度 和加速度，最終可以在最大加速度與最大急沖度限制下以最短時(shí)間達(dá)到目標(biāo)速度。此外，在本發(fā)明的控制方法中，均是以一個(gè)設(shè)定的最大加速度(Amax)來(lái)做為每一次 插值運(yùn)算點(diǎn)的馬達(dá)速度與加速度的參考。當(dāng)馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)速度在定扭力區(qū)時(shí)，可以輸出的最 大扭力是固定的，相對(duì)的可以允許的最大加速度(Amax)也是固定的；但是在馬達(dá)速度進(jìn)入 定功率區(qū)之后，也就是到達(dá)基底速度(Vf)后，其輸出最大扭力會(huì)與速度成反比。所以當(dāng)給 定目前速度(Vn。w)后，馬達(dá)可以允許的目前最大加速度(An_J為
權(quán)利要求
1.一種控制馬達(dá)速度的方法，其特征在于，包括a.提供一馬達(dá)的基底速度、最大速度、加速至最大速度的時(shí)間及加速到最大加速度的 時(shí)間，以完成馬達(dá)的最大速度、最大加速度及最大急沖度的設(shè)定；b.提供一插值運(yùn)算周期及目標(biāo)速度；c.馬達(dá)從靜止開(kāi)始啟動(dòng)，并依預(yù)設(shè)周期啟動(dòng)插值運(yùn)算；d.執(zhí)行一插值運(yùn)算，依該預(yù)設(shè)周期啟動(dòng)插值運(yùn)算，在任一時(shí)刻進(jìn)行插值運(yùn)算時(shí)，可得知 該馬達(dá)的目前速度及目前加速度；e.獲得一加減速度曲線規(guī)劃，將該馬達(dá)的該目前速度、該目前加速度以及在該最大加 速度與該最大急沖度的限制下所預(yù)設(shè)的該目標(biāo)速度進(jìn)行判斷，以規(guī)劃出一個(gè)使該目前速度 達(dá)到該目標(biāo)速度且此時(shí)加速度為零的加減速度曲線規(guī)劃；f.計(jì)算出一實(shí)時(shí)速度及實(shí)時(shí)加速度，依據(jù)該加減速度曲線規(guī)劃進(jìn)行該馬達(dá)的加減速控 制，并計(jì)算出該次插值運(yùn)算周期結(jié)束時(shí)間點(diǎn)的實(shí)時(shí)速度和實(shí)時(shí)加速度；g.輸出該實(shí)時(shí)速度，以作為該馬達(dá)的速度控制命令；h.重復(fù)步驟d到g直到全程運(yùn)動(dòng)流程結(jié)束時(shí)，使得該馬達(dá)達(dá)到該目前速度值與該目標(biāo) 速度相同且加速度為零。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該加減速度曲線規(guī)劃進(jìn)一步包括 當(dāng)該目標(biāo)速度與該目前速度的速度差比將該目前加速度依該最大急沖度減少/增加到零所需的速度差還要大時(shí)，且當(dāng)該速度差又比將該目前加速度依該最大急沖度增加到該 最大加速度再減少到零所產(chǎn)生的速度差還要大時(shí)，則由目前速度及目前加速度產(chǎn)生一三段 加減速度曲線規(guī)劃。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該加減速度曲線規(guī)劃進(jìn)一步包括 當(dāng)該目標(biāo)速度與該目前速度的速度差比將該目前加速度依該最大急沖度減少/增加到零所需的速度差還要大時(shí)，且當(dāng)該速度差又比將該目前加速度依該最大急沖度增加到該 最大加速度再減少到零所產(chǎn)生的速度差還要小時(shí)，則由目前速度及目前加速度產(chǎn)生一二段 加減速度曲線規(guī)劃。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該加減速度曲線規(guī)劃進(jìn)一步包括 當(dāng)該目標(biāo)速度與該目前速度的速度差比將該目前加速度依該最大急沖度減少/增加到零所需的速度差還要小時(shí)，且當(dāng)該速度差又比將該目前加速度依該最大急沖度減少到負(fù) 最大加速度再馬上增加到零所產(chǎn)生的速度差還要大時(shí)，則由目前速度及目前加速度產(chǎn)生 一二段加減速度曲線規(guī)劃。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該加減速度曲線規(guī)劃進(jìn)一步包括 當(dāng)該目標(biāo)速度與該目前速度的速度差比將該目前加速度依該最大急沖度減少/增加到零所需的速度差還要小時(shí)，且當(dāng)該速度差又比將該目前加速度依該最大急沖度減少到負(fù) 最大加速度再馬上增加到零所產(chǎn)生的速度差還要小時(shí)，則由目前速度及目前加速度產(chǎn)生 一三段加減速度曲線規(guī)劃。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在該馬達(dá)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的中，可以動(dòng)態(tài)改變 該目標(biāo)速度、該插值周期、該最大加速度和該最大急沖度。
7.—種馬達(dá)速度的控制器，該控制器是在設(shè)定的最大加速度及最大急沖度的限制下， 以及在一設(shè)定的插值運(yùn)算周期中執(zhí)行多次差值運(yùn)算來(lái)控制該馬達(dá)的速度，其中該控制器的特征在于以前一次插值運(yùn)算所輸出的一實(shí)時(shí)速度值來(lái)作為下一次插值運(yùn)算的目前速度值，并于 該下一次插值運(yùn)算中，由該目前速度值與一目標(biāo)速度值之間的差值來(lái)選擇一加減速度曲線 規(guī)劃，并再依據(jù)該加減速度曲線進(jìn)行該馬達(dá)的加減速控制，并于該下一次插值運(yùn)算結(jié)束時(shí)， 輸出該實(shí)時(shí)速度值至該馬達(dá)，以作為該馬達(dá)的速度控制命令，使得于該插值運(yùn)算周期結(jié)束 時(shí)，該馬達(dá)的該目前速度值達(dá)到該目標(biāo)速度且加速度為零。
8.如權(quán)利要求7所述的控制器，其特征在于，在該馬達(dá)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的中，可以動(dòng)態(tài)改 變?cè)撃繕?biāo)速度、該插值周期、該最大加速度和該最大急沖度。
9.如權(quán)利要求7所述的控制器，其特征在于，該控制器為一速度命令型的馬達(dá)控制器 或是一位置命令型的馬達(dá)控制器。
10.一種制造系統(tǒng)，包括一可控制的馬達(dá)及一控制器，該控制器用以控制該馬達(dá)運(yùn)動(dòng)， 其中該制造系統(tǒng)的特征在于該控制器在設(shè)定的最大加速度及最大急沖度的限制下，以及在一設(shè)定的插值運(yùn)算周期 中執(zhí)行多次差值運(yùn)算來(lái)控制該馬達(dá)的速度，并以前一次插值運(yùn)算所輸出的一實(shí)時(shí)速度值來(lái) 作為下一次插值運(yùn)算的目前速度值，并于該下一次插值運(yùn)算中，由該目前速度值與一目標(biāo) 速度值之間的差值來(lái)選擇一加減速度曲線規(guī)劃，并再依據(jù)該加減速度曲線進(jìn)行該馬達(dá)的加 減速控制，并于該下一次插值運(yùn)算結(jié)束時(shí)，輸出該實(shí)時(shí)速度值至該馬達(dá)，以作為該馬達(dá)的速 度控制命令，使得于該插值運(yùn)算周期結(jié)束時(shí)，該馬達(dá)的該目前速度值達(dá)到該目標(biāo)速度且加 速度為零。
全文摘要
本發(fā)明是一種馬達(dá)速度控制器及其控制方法，其控制器是依照不同速度動(dòng)態(tài)調(diào)整加速度和急沖度，將馬達(dá)速度以最短時(shí)間增加或降低到預(yù)設(shè)的目標(biāo)速度，且不超過(guò)最大加速度和最大急沖度的限制。即使在馬達(dá)速度進(jìn)入高速的定功率區(qū)時(shí)，亦能自動(dòng)調(diào)整其最大加速度來(lái)限制速度輸出，以避免超出馬達(dá)在高速時(shí)的加速能力。
文檔編號(hào)H02P23/14GK102082545SQ20091024639
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者楊文宏, 王芝峰, 黃煒生 申請(qǐng)人:新代科技股份有限公司