一种电机参数自记忆与自校验方法

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种电机自记忆与自校验参数的方法。

背景技术

因为每一电机加工完成后的机械性能和电气性能不同，而这些性能决定了该电机的参数，如电机内阻，电感值等。在电机的控制过程中，控制器部分如驱动板需要与电机参数进行匹配，才能充分发挥电机的性能，提高电机的效率。故电机工作前都需要进行电机参数的识别及匹配。

现有技术中的电机参数的识别或匹配方式如下：

文献[1]“刘闰婵.基于MRAS的永磁同步电机在线参数辨识[J].变频器世界,2020(07):67-71”，提出基于模型参考自适应的永磁电机在线辨识方法，建立参考模型和可调模型，利用两个模型的输出量之差，通过合适的自适应律来现对永磁电机参数的辨识，在线估计定子电阻、定子电感、永磁体磁链。由于是在线辨识，每一次电机上电都需要完成复杂的电机参数辨识流程，并且辨识算法中需要电机转子转动微小角度，但某些环境或者行业中并不支持转动电机测量电机的方法。

文献[2]“林瑶瑶.永磁同步电机参数辨识方法与伺服控制技术研究[D].大连理工大学,2018”，提出脉振高频注入法的转子初始位置检测，并采用了电机参数的模型参考自适应辨识的方法进行电机参数的测量。该参考自适应辨识方法需要每次上电后进行电机参数的初始化预估设置，因此算法性能的非常依赖专家经验。

文献[3]“闻婷.基于参数自检的永磁同步电机控制系统研究[D].哈尔滨工程大学,2015”，提出一种定频电流注入的方法进行定子电感和转子磁通的方法，通过对电机输入端注入频率固定的小幅值交变电流，空载情况下检测电压响应，辨识得到电机的定子电感和转子磁链。但计算出的电机参数无法储存，每次上电都需判断参数。

申请号为CN201710989636.7的专利提出了双基速电机参数匹配方法。该方法每次上电需要进行参数匹配，存在一定的动作时间，降低了控制器性能。

申请号为CN201910629459.0的专利提出首先从外接EEPROM中读取电机参数的操作，其次从内部Dataflash中读取电机参数，最后从内部头文件预先配置好的电机参数。该专利读取电机参数流程复杂，并且电机参数都是配置在驱动板Dataflash，外接EEPROM和程序头文件中，但电机与上述参数存取地，均是分离开。工业环境严峻，产品多样电机与电机驱动往往是相互独立的部分，而上述采用这种分布式数据存取的方式，容错率低，复杂程度高，不适用与电机与驱动独立存在的系统。

即现有技术中，电机与电机参数分开设置，电机无法对电机参数进行保存，不具有自记忆及自校验功能，当电机与驱动控制器更换后，需要重新对该电机的参数进行测试识别及匹配，使用不便。

因此，现有技术还有待改进。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提出一种电机参数自记忆与自校验方法，旨在使得电机具有参数自记忆与自校验功能。

为实现上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种电机参数自记忆与自校验方法，其中，包括出厂参数设置及出厂参数自校验；

所述出厂参数设置在电机出厂前完成，包括：

S11，将电机与编码器连接并固定成为一体结构并在参数设置完成后作为整机出厂，所述编码器设置有参数存储区用于存储出厂参数，所述出厂参数包括电机参数及编码器参数；

S12，将编码器与驱动MCU连接；

S13，上电，驱动MCU检测编码器的参数存储区是否有出厂参数，如是则进入步骤S15，如否则进入步骤S14；

S14，输入出厂参数并写入编码器的参数存储区；

S15，完成参数设置；

所述出厂参数自校验在客户给编码器上电之初完成，包括：

S21，将编码器与驱动MCU连接；

S22，上电，编码器检测编码器的参数存储区是否有出厂参数，如是则进入步骤S23，如否则进入步骤S24；

S23，对编码器与电机是否为整体进行检测，是则进入步骤S25，否则进入步骤S24；

S24，输入出厂参数，编码器确认该参数并写入编码器的参数存储区；

S25，完成参数自校验；

S26，编码器将参数存储区存储的出厂参数上传至驱动MCU。

其中，所述参数存储区出厂参数的检测只检测出厂参数的完整性不检测出厂参数的正确性。

其中，所述输入出厂参数前还包括电机参数的自动辨识。

其中，该方法用于电机、编码器、驱动控制器组成的电机控制系统。

其中，所述编码器为磁编码器，包括编码器控制MCU及与编码器控制MCU通信连接的磁感应编码芯片；

所述编码器控制MCU设置所述参数存储区用于存储出厂参数。

其中，所述驱动控制器包括驱动MCU及与驱动MCU连接的功率控制模块，所述编码器控制MCU与驱动MCU通信连接。

本发明的电机参数自记忆与自校验方法，通过将电机与编码器连接并固定成为一体结构，编码器设置有参数存储区用于存储电机参数及编码器参数，并在参数写入完成后作为整机出厂，这样将电机、编码器和电机参数三位一体锁定在一起，使得电机具有参数存储功能，设置一次参数后可永久保存及使用，当连接外部驱动控制器时，直接获取电机的参数，不需要额外的测试动作来辨识电机参数，实现电机参数自记忆的功能，方便用户使用。同时，该方法将电机、编码器和电机参数三位一体锁定并对电机参数进行自动校验，而保证电机与编码器及编码器中的电机参数匹配，防止电机与编码器被人为拆卸后出现参数与电机不匹配的错用现象。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明方法出厂参数设置第一实施例的流程示意图；

图2为本发明方法出厂参数自校验第一实施例的流程示意；

图3为本发明方法所用电机控制系统第一实施例的组成原理示意图；

图4为本发明方法所用电机控制系统第二实施例的组成原理示意图。

附图标记说明

100-编码器，101-编码器控制MCU，102-磁感应编码芯片，200-驱动控制器，201-驱动MCU，202-功率控制模块，300-电机。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提出一种电机参数自记忆与自校验方法，参考图1和图2，包括出厂参数设置及出厂参数自校验。

所述出厂参数设置在电机出厂前完成，包括：

S11，将电机与编码器连接并固定成为一体结构并在参数设置完成后作为整机出厂，所述编码器设置有参数存储区用于存储出厂参数，所述出厂参数包括电机参数及编码器参数。

作为一种实施方式，如图3所示，本发明的方法用于电机300、编码器100、驱动控制器200组成的电机控制系统。电机300与编码器100连接并固定成为一体结构。编码器100获取电机转子的角度位置并发送至驱动控制器200进行电机的驱动控制。本发明实施例中，编码器100专门设置参数存储区用于存储出厂参数。

本发明实施例中的出厂参数包括电机参数和编码器参数，电机参数具体包括电机内阻(R)、电机电感(L)等参数。编码器参数包括编码器线数(Encoder_Line)、转子位置(theta_elec)等参数。

由于电机300与编码器100固定成一体，而编码器100中又存储有电机参数，这样，本发明的方式使得电机、编码器和电机参数三位一体锁定在一起，并使得一体结构的电机具有参数存储功能，设置一次参数后可永久保存及使用，当初次连接驱动控制器200或更换驱动控制器200时，可直接获取一体结构内的电机参数，不需要额外的测试动作来辨识电机参数，实现电机参数自记忆的功能。

进一步地，如图4所示，本发明实施例中的编码器100为磁编码器，包括编码器控制MCU101及与编码器控制MCU101通信连接的磁感应编码芯片102。

所述编码器控制MCU101设置所述参数存储区用于存储出厂参数。如将一些单片机的FLASH的某一区域作为参数存储区域，这样可以一次设置，永久保存及使用。另外，编码器控制MCU101是现有编码器中的固定的部件，本发明的方法仅利用了现有的硬件资源，并没有增加额外的存储设备，降低了实现本发明方法的成本。

本发明实施例中的驱动控制器200包括驱动MCU201及与驱动MCU201连接的功率控制模块202，所述编码器控制MCU101与驱动MCU201通信连接。驱动MCU201根据编码器控制MCU101发送的数据，通过功率控制模块202对电机300进行功率驱动。

S12，将编码器与驱动MCU连接。

驱动MCU进行出厂参数的输入及写入到编码器。

S13，上电，驱动MCU检测编码器的参数存储区是否有出厂参数，如是则进入步骤S15，如否则进入步骤S14。

即在参数写入之前，对编码器内的参数进行一次检查以进行再次确认，防止弄错。

S14，输入出厂参数并写入编码器的参数存储区。

在输入一次后便可永久读取直至编码器更换，初次使用储存程序的出厂参数后，减少多次且复杂的测量环节来识别电机参数，一劳永逸。

S15，完成参数设置。

对编码器写入出厂参数后，与编码器固定为一体的电机便具有了参数自记忆功能，下次使用时，直接调用编码器内的电机参数即可，无需像现有技术因为没有自记忆功能，当初次连接驱动控制器或更换驱动控制器时，需要重新对该电机的参数进行测试识别及匹配，导致使用不便。

本发明方法的出厂参数自校验在客户给编码器上电之初完成，包括：

S21，将编码器与驱动MCU连接。

S22，上电，编码器检测编码器的参数存储区是否有出厂参数，如是则进入步骤S23，如否则进入步骤S24。

本发明的在电机出厂后，客户使用时，再次对编码器中的出厂参数进行检测，以保证后续电机控制过程中的能正常获取参数。同时，此处出厂参数的检测，能判断该编码器有无被设置过参数，设置过，在编码器与电机没有被拆卸过的前提下，则该参数就是该电机的参数。

S23，对编码器与电机是否为整体进行检测，是则进入步骤S25，否则进入步骤S24。

对编码器与电机是否为整体进行检测即检查编码器与电机之间没有被拆卸，这样在步骤S22检测到编码器的参数存储区有出厂参数的情况，能进一步保障电机与该参数一一对应。

编码器与电机之间有没有被拆卸，可以是人工判断或通过传感器自动判断，人工判断方式是人工观察有无被拆卸，然后将有无被拆卸的结果输入到程序中。

本发明方法的出厂参数自校验为双重校验，即包含编码器参数存储区出厂参数有无的校验及编码器与电机整体性的校验，这样能有力保证电机与电机参数匹配。

S24，输入出厂参数，编码器确认该参数并写入编码器的参数存储区。

该步骤为在读不到编码器中存储的电机参数后的一种备用方案，以应对意外情况，如数据损坏。

S25，完成参数自校验；

S26，编码器将参数存储区存储的出厂参数上传至驱动MCU。

参数自校验完成后将该出厂参数调出，以便后续电机驱动控制的正常使用。

优选地，本发明方法中，参数存储区出厂参数的检测只检测出厂参数的完整性不检测出厂参数的正确性。

即本发明的方法仅检测参数存储区的电机参数是否完整，不检测电机参数是否正确。因为，编码器-电机参数-电机三位一体固定，电机和参数是绑定存在，有参数存在即可。这样的判断模式节省了系统资源，减少判断需要时间，提高工作效率。

检测参数存储区是否存在参数，比如上面四个参数的参数存储区域中：电机内阻(R)、电机电感(L)、编码器线数(Encoder_Line)、转子位置(theta_elec)，不是默认参数全0或者全F，就认为存在参数，存在参数即默认该参数被修改过，也就是编码器中的电机参数被设置过，也就代表其是正确的参数。

优选地，本发明方法在输入出厂参数前还包括电机参数的自动辨识。

即本发明在出厂参数设置过程中输入出厂参数前，有电机参数自动辨识的过程以自动得到该电机正确的参数。这样可以避免人为反复测试来获取电机参数。

本发明实施例提出的电机参数自记忆与自校验方法，通过将电机与编码器连接并固定成为一体结构，编码器设置有参数存储区用于存储电机参数及编码器参数，并在参数写入完成后作为整机出厂，这样将电机、编码器和电机参数三位一体锁定在一起，使得电机具有参数存储功能，一次设置，可永久保存及使用，当连接外部驱动控制器时，直接获取电机的参数，不需要额外的测试动作来辨识电机参数，反应速度快，效率高，实现了电机参数自记忆的功能，方便用户使用。同时，该方法将电机、编码器和电机参数三位一体锁定并对电机参数进行自动校验，而保证电机与编码器及编码器中的电机参数匹配，防止电机与编码器被人为拆卸后出现参数与电机不匹配的错用现象。再次，本发明的方法利用了现有的硬件资源存储出厂参数，并没有增加额外的存储设备，进一步降低了实现成本。

以上所述仅为清楚地说明本发明所作的举例，并非因此限制本发明的专利范围，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是在本发明的构思下，利用本发明技术方案中的内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。