具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本发明保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本发明中，无需人为设定频域指标参数，仅通过测量伺服电机参数即可对电流环控制参数、速度环控制参数以及位置环控制参数的自动校正，并且在调试过程中易于调节。

图1示出了本发明实施例的伺服驱动器的控制参数自动校正方法的流程图。

该方法包括：

S101、根据伺服电机的电感和电阻，计算直/交轴电感和定子电阻。

所述伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，可以控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。

所述伺服电机的电感和电阻为三相电感和三相电阻。所述三相电感和三相电阻使用LCR电桥进行测量得到。通过测量结果计算电流环控制参数校正所需要的电机参数。电流环控制参数校正所需要的电机参数包括直轴电感、交轴电感和定子电阻。

所述计算直/交轴电感和定子电阻，包括：

其中，L_AB、L_BC、L_CA为伺服电机的三个线电感；R_AB、R_BC、R_CA为伺服电机的三个线电阻；L_d为直轴电感；L_q为交轴电感；R_s为定子电阻。

由于现代伺服电机中，为了满足更高的超速范围和更高的效率等要求，电机常常采用凸极形式。因为凸极电机既可以采用弱磁控制，同时在恒转矩与恒功率区间，可以采用MTPA控制。传统参数校正方法中不区分电机的交直轴电感值，采用一个均值机型校正，例如包括凸极电机在内的伺服电机的控制中会导致性能的下降。

本发明的实施例中，伺服电机可以是凸极电机或隐极电机。电流环控制参数校正所需要的电机参数可以简单地通过测量获得而非参数辨识获得，并且区分电机的交直轴电感值，得到较为精确的交直轴电感，而后可以校正得到一组运行稳定的控制参数。

S102、通过预设的电流环标幺值整定参数，计算直/交轴电流环控制器的比例系数和电流环的积分时间，对电流环控制参数进行校正。

作为本发明的一种实施例，通过预设的电流环标幺值整定参数，计算直/交轴电流环控制器的比例系数和电流环的积分时间，包括：

其中，K_{P_Cur}为直/交轴电流环控制器的比例系数；TuneCof_Cur为电流环标幺值整定参数；L为直/交轴电感，当所述直/交轴电感为直轴电感时，L＝L_d，当所述直/交轴电感为交轴电感时，L＝L_q；T_{I_Cur}为电流环的积分时间；R_s为定子电阻；T_{d_Cur}为电流环滞后时间。

在对电流环控制参数进行校正的过程中，采用典型的二阶系统校正方法，算法默认采用Ⅰ型系统最佳校正方法，将电机定子绕组视为一个电感和电阻构成的惯性环节，同时考虑到硬件的采样延时与算法软件的控制拍滞后延时，将这些延时等效为一个滞后环节，电流环滞后时间为T_{d_Cur}。

在本实施例中，当所述直/交轴电感为直轴电感时，L＝L_d，此时电流环控制器的比例系数K_{P_Cur}为直轴电流环控制器的比例系数：

在本实施例中，当所述直/交轴电感为交轴电感时，L＝L_q，此时电流环控制器的比例系数K_{P_Cur}为交轴电流环控制器的比例系数：

作为本发明的一种实施例，预设一个电流环标幺值整定参数TuneCof_Cur，所述电流环标幺值整定参数TuneCof_Cur可以通过人为设定，并可以进行微调。所述电流环标幺值整定参数TuneCof_Cur，用于根据伺服电机在静止状态下的无功电流响应测试结果，对电流环控制参数进行微调节。例如所述电流环标幺值整定参数TuneCof_Cur设置为100％，在微调过程中可以微上调至105％或微下调至95％等，即按比例进行微调节。所述伺服电机在静止状态下的无功电流响应测试结果包括调节时间和超调量。

通过微调电流环标幺值整定参数TuneCof_Cur对电流环控制参数进行调节，既可以视为对于不精确的电感和电阻参数的校正，也可以视为对于电流环调节快慢的一个微调。可见，本发明依据二阶系统典型校正方法得到校正参数，兼顾了参数的不精确性，同时兼顾不同使用场合对于电流环性能的要求。

S103、通过预设的速度环标幺值整定参数，计算速度环控制器的比例系数和速度环的积分时间，对速度环控制参数进行校正。

作为本发明的一种实施例，通过预设的速度环标幺值整定参数，计算速度环控制器的比例系数和速度环的积分时间，包括：

其中，K_{P_Spd}为速度环控制器的比例系数；J_M为伺服电机本体的转动惯量；Cof_L为当前电机轴端负载惯量系数；TuneCof_Spd为速度环标幺值整定参数；T_{d_Spd}为速度环惯性时间；T_{s_Spd}为速度环离散拍的滞后时间；T_{I_Spd}为速度环的积分时间。

在本实施例中，将速度环参数的校正作为一个典型三阶系统，将速度环等效为一个惯性环节；将编码器的速度反馈等效为一个惯性环节；将编码器反馈后的速度解析与滤波等效为一个惯性环节；再将所有的惯性环节等效为一整个惯性环节，其惯性时间为T_{d_Spd}。速度环离散拍的滞后时间为T_{s_Spd}，表示对连续系统离散化处理的时间。速度环涉及伺服电机本体的转动惯量J_M，以及伺服电机轴端负载惯量系数Cof_L，则整体的真实惯量为J_M(1+Cof_L)。所述伺服电机本体的转动惯量J_M可以依据伺服电机手册中的设计值进行输入，伺服电机轴端负载惯量系数Cof_L可以根据实际伺服电机轴端所带负载的惯量进行输入。速度环控制参数校正所需要的参数：伺服电机本体转动惯量J_M、伺服电机轴端负载惯量系数Cof_L，可以不精确。其参数的精确性并不影响校正系统的稳定性。

作为本发明的一种实施例，预设一个速度环标幺值整定参数TuneCof_Spd。所述速度环标幺值整定参数TuneCof_Spd可以通过人为设定，并可以进行微调。所述速度环标幺值整定参数TuneCof_Spd，用于根据伺服电机在空载和/或负载状态下的速度响应测试结果，对速度环控制参数进行调节。例如所述速度环标幺值整定参数TuneCof_Spd设置为100％，在微调过程中可以微上调至105％或微下调至95％等，即按比例进行微调节。所述伺服电机在空载和/或负载状态下的速度响应测试结果包括调节时间和超调量。

在本实施例中，通过设置速度环标幺值整定参数，在通过三阶系统典型校正方法得到校正参数后，能够对校正参数进行微调，兼顾了速度环参数的不精确性，同时兼顾不同使用场合对速度环性能的要求。

S104、通过预设的位置环标幺值整定参数，计算位置环控制器的比例系数，对位置环控制参数进行校正。

作为本发明的一种实施例，通过预设的位置环标幺值整定参数，计算位置环控制器的比例系数，包括：

其中，K_{P_Pos}为位置环控制器的比例系数；TuneCof_Pos为位置环标幺值整定参数；K_Pos为外部位置命令脉冲数的比例系数；T_{d_Pos}为位置环的等效响应时间；T_{s_Pos}为位置环离散拍的滞后时间。

在本实施例中，将整个位置环等效为一个积分环节，其中积分环节的积分时间包括位置环的等效响应时间T_{d_Pos}以及位置环离散拍的滞后时间T_{s_Pos}。外部位置命令脉冲数的比例系数K_Pos通过伺服电机由机械转速转化得到。将位置环按照被控对象为积分环节进行校正，将校正后的闭环响应系统等效为一个惯性环节。

作为本发明的一种实施例，预设一个位置环标幺值整定参数TuneCof_Pos。所述位置环标幺值整定参数TuneCof_Pos可以通过人为设定，并可以进行微调。所述位置环标幺值整定参数TuneCof_Pos，用于根据伺服电机在空载和/或负载状态下的位置响应测试结果，对位置环控制参数进行调节。例如所述位置环标幺值整定参数TuneCof_Pos设置为100％，在微调过程中可以微上调至105％或微下调至95％等，即按比例进行微调节。所述位置环标幺值整定参数具有实际意义，即位置环校正后的惯性环节的响应时间。所述伺服电机在空载和/或负载状态下的速度响应测试结果包括调节时间和超调量。

在本实施例中，通过设置位置环标幺值整定参数，在通过对个位置环参数进行校正，得到校正参数后，能够对校正参数进行微调，兼顾了位置环参数的不精确性，同时兼顾不同使用场合对位置环性能的要求。

根据本发明的实施例，无需人为设定频域指标参数，仅通过测量伺服电机参数即可对电流环控制参数、速度环控制参数以及位置环控制参数的自动校正，并且在调试过程中易于调节。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

以上是关于方法实施例的介绍，以下通过装置实施例，对本发明所述方案进行进一步说明。

如图2所示，装置200包括：

参数计算模块210，用于根据伺服电机的电感和电阻，计算直/交轴电感和定子电阻；

电流环计算模块220，用于通过预设的电流环标幺值整定参数，计算直/交轴电流环控制器的比例系数和电流环的积分时间，对电流环控制参数进行校正；

速度环计算模块230，用于通过预设的速度环标幺值整定参数，计算速度环控制器的比例系数和速度环的积分时间，对速度环控制参数进行校正；

位置环计算模块240，用于通过预设的位置环标幺值整定参数，计算位置环控制器的比例系数，对位置环控制参数进行校正。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。