CN114089694A - 位置校正方法与装置、存储介质、伺服驱动器、伺服系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种位置校正方法与装置、存储介质、伺服驱动器、伺服系统，其中，位置校正方法应用于伺服驱动器，该方法包括：在伺服驱动器驱动伺服电机进行直线运动时，确定伺服电机的反馈位置；根据反馈位置查询预先标定的二维表，以确定反馈位置所处的位置区间和位置区间对应的位置误差值；根据反馈位置、位置区间和位置区间对应的位置误差值确定伺服电机的校正位置；根据校正位置对伺服电机进行控制。由此，本发明实施例的位置校正方法能够对伺服电机进行误差补偿，进而提高伺服电机控制的精度，同时提高伺服电机的使用安全性。

Description

位置校正方法与装置、存储介质、伺服驱动器、伺服系统

技术领域

本发明涉及电机校正技术领域，尤其涉及一种位置校正方法，一种计算机可读存储介质，一种伺服驱动器，一种位置校正装置和一种伺服系统。

背景技术

伺服电机编码器是安装在伺服电机上用来测量磁极位置和伺服电机转角及转速的一种传感器，其中，直线伺服电机所用的编码器一般为光栅尺或者磁栅尺，但是，无论是光栅尺还是磁栅尺都有一定的精度范围。举例而言，针对1um/count的光栅尺，理论上每1000count的距离为1mm，但实际上，每1000count的距离可能只有0.995mm至1.005mm，并且，由于厂家的不同，其精度值也不同。

在直线伺服系统控制中，控制器发送5000个位置，希望控制直线伺服电机移动5mm，但是该直线伺服电机由于编码器精度的问题，实际移动可能只有4.990mm到5.010mm，因此非常容易造成该直线伺服系统存在绝对误差，进而导致控制故障，降低电机的安全使用性能。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种位置校正方法，能够对伺服电机进行误差补偿，进而提高伺服电机控制的精度，同时提高伺服电机的使用安全性。

本发明的第二个目的在于提出一种计算机可读存储介质。

本发明的第三个目的在于提出一种伺服驱动器。

本发明的第四个目的在于提出一种位置校正装置。

本发明的第五个目的在于提出一种伺服系统。

为了达到上述目的，本发明第一方面实施例提出一种位置校正方法，该位置校正方法应用于伺服驱动器，该方法包括：在所述伺服驱动器驱动伺服电机进行直线运动时，确定所述伺服电机的反馈位置；根据所述反馈位置查询预先标定的二维表，以确定所述反馈位置所处的位置区间和所述位置区间对应的位置误差值；根据所述反馈位置、所述位置区间和所述位置区间对应的位置误差值确定所述伺服电机的校正位置；根据所述校正位置对所述伺服电机进行控制。

本发明实施例的位置校正方法首先可以标定伺服电机所对应的期望位置与位置误差值之间的误差，然后根据伺服电机的反馈位置确定该位置所处位置区间和该区间对应的误差值，再根据反馈位置、位置区间和误差值确定伺服电机的校正位置，然后根据该校正位置对伺服电机进行控制。由此，本发明实施例的位置校正方法能够对伺服电机进行误差补偿，进而提高伺服电机控制的精度，同时提高伺服电机的使用安全性。

在本发明的一些实施例中，根据所述反馈位置、所述位置区间和所述位置区间对应的位置误差值确定所述伺服电机的校正位置，包括：确定所述位置区间的第一端点位置值和第二端点位置值，并确定所述反馈位置与所述第一端点位置值之间的第一差值，以及确定所述第二端点位置值与所述第一端点位置值之间的第二差值；确定所述第一端点位置值对应的第一位置误差值，并确定所述第二端点位置值对应的第二位置误差值，以及确定所述第二位置误差值与所述第一位置误差值之间的第三差值；根据所述反馈位置、所述第一差值、所述第二差值和所述第三差值确定所述校正位置。

在本发明的一些实施例中，根据所述反馈位置、所述第一差值、所述第二差值和所述第三差值确定所述校正位置，包括：将所述第一差值与所述第三差值之积除以所述第二差值后，再叠加所述第一端点位置值，获得所述校正位置。

在本发明的一些实施例中，所述二维表根据以下步骤进行预先标定：控制所述伺服电机进行直线运动，通过激光干涉仪对所述伺服电机的运动位置进行标定，获得期望位置，并通过编码器检测所述伺服电机的实际位置；确定所述期望位置与所述实际位置之间的位置误差值；根据所述期望位置与所述实际位置之间的位置误差值、以及所述期望位置建立所述二维表。

在本发明的一些实施例中，通过激光干涉仪对所述伺服电机的运动位置进行标定，包括：确定原点位置，并在所述伺服电机以所述原点位置为起点进行直线运动的过程中，每个预设距离通过所述激光干涉仪进行标定一次，直至完成整个运动行程。

在本发明的一些实施例中，根据所述校正位置对所述伺服电机进行控制，包括：通过位置调节器对所述校正位置与位置指令之差进行处理，获得速度指令；根据所述校正位置确定反馈速度，并通过速度调节器对所述反馈速度与所述速度指令之差进行处理，获得电流指令；通过电流调节器对所述电流指令与所述伺服电机的反馈电流之差进行处理，获得电压指令；根据所述校正位置确定所述伺服电机的电角度，并根据所述电角度和所述电压指令对所述伺服电机进行控制。

为达上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有位置校正程序，所述位置校正程序被处理器执行时实现根据上述实施例所述的位置校正方法。

本发明实施例的计算机可读存储介质通过执行存储在其上的位置校正程序，能够对伺服电机进行误差补偿，进而提高伺服电机控制的精度，同时提高伺服电机的使用安全性。

为达上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种伺服驱动器，该伺服驱动器包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的位置校正程序，所述处理器执行所述位置校正程序时，实现根据上述实施例所述的位置校正方法。

本发明实施例的伺服驱动器通过处理器执行存储在存储器上的位置校正程序，能够对伺服电机进行误差补偿，进而提高伺服电机控制的精度，同时提高伺服电机的使用安全性。

为达上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种位置校正装置，该位置校正装置应用于伺服驱动器，且所述装置包括：第一确定模块，用于在所述伺服驱动器驱动伺服电机进行直线运动时，确定所述伺服电机的反馈位置；查询模块，用于根据所述反馈位置查询预先标定的二维表，以确定所述反馈位置所处的位置区间和所述位置区间对应的位置误差值；第二确定模块，用于根据所述反馈位置、所述位置区间和所述位置区间对应的位置误差值确定所述伺服电机的校正位置；控制模块，用于根据所述校正位置对所述伺服电机进行控制。

本发明实施例的位置校正装置首先可以标定伺服电机所对应的期望位置与位置误差值之间的误差，然后利用第一确定模块确定伺服电机的反馈位置，再根据查询模块根据伺服电机的反馈位置查询确定该位置所处位置区间和该区间对应的位置误差值，再利用第二确定模块根据反馈位置、位置区间和误差值确定伺服电机的校正位置，然后利用控制模块根据该校正位置对伺服电机进行控制。由此，本发明实施例的位置校正装置能够对伺服电机进行误差补偿，进而提高伺服电机控制的精度，同时提高伺服电机的使用安全性。

为达上述目的，本发明第五方面实施例提出了一种伺服系统，该伺服系统包括：伺服电机；编码器，用于检测所述伺服电机的转子位置；伺服驱动器，所述伺服驱动器包括位置校正模块、位置调节器、速度调节器、电流调节器、矢量控制模块、微分器、逆变器和电角度计算模块，其中，所述位置校正模块，用于在所述伺服驱动器驱动伺服电机进行直线运动时根据所述伺服电机的转子位置，并根据所述反馈位置查询预先标定的二维表，以确定所述反馈位置所处的位置区间和所述位置区间对应的位置误差值，以及根据所述反馈位置、所述位置区间和所述位置区间对应的位置误差值确定所述伺服电机的校正位置；所述位置调节器，用于对所述校正位置与位置指令之差进行处理，获得速度指令；所述微分器，用于根据所述校正位置确定反馈速度；所述速度调节器对所述反馈速度与所述速度指令之差进行处理，获得电流指令；所述电流调节器，用于对所述电流指令与所述伺服电机的反馈电流之差进行处理，获得电压指令；所述电角度计算模块，用于根据所述校正位置确定所述伺服电机的电角度；所述矢量控制模块，用于根据所述电角度和所述电压指令控制所述逆变器，以对所述伺服电机进行控制。

本发明实施例的伺服系统包括伺服电机、编码器和伺服驱动器，其中，伺服驱动器包括位置校正模块、位置调节器、速度调节器、电流调节器、矢量控制模块、微分器、逆变器和电角度计算模块，伺服服务器结合编码器对伺服电机进行控制，使得本实施例中的伺服系统能够对伺服电机进行误差补偿，进而提高伺服电机控制的精度，同时提高伺服电机的使用安全性。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的位置校正方法的流程框图；

图2是根据本发明另一个实施例的位置校正方法的流程框图；

图3是根据本发明又一个实施例的位置校正方法的流程框图；

图4是根据本发明再一个实施例的位置校正方法的流程框图；

图5是根据本发明一个实施例中期望位置与实际位置的示意图；

图6是根据本发明一个实施例中反馈位置与位置误差值的示意图；

图7是根据本发明实施例的伺服驱动器的结构框图；

图8是根据本发明实施例的位置校正装置的结构框图；

图9是根据本发明实施例的伺服系统的结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的位置校正方法与装置、存储介质、伺服驱动器、伺服系统。

图1是根据本发明一个实施例的位置校正方法的流程框图。

如图1所示，本发明提出了一种伺服电机的位置校正方法，该校正方法适合应用于伺服电机的控制器，如本实施例将该校正方法应用在伺服驱动器上。

具体地，该校正方法包括以下步骤：

S10，当伺服驱动器在驱动伺服电机直线运动的时候，确定伺服电机所反馈的位置。

首先需要说明的是，伺服电机的运动状态有多种，如可以是直线、非直线等，本实施例主要针对伺服电机直线运动状态进行分析，针对伺服电机的直线运动进行线性补偿以校正位置，以提高伺服电机的工作精度。

可以理解的是，本实施例可以先对伺服电机的运动状态进行检测，其中，对伺服电机的运动状态进行检测本实施例可以不进行具体的限定，可以采用现有的检测技术完成该检测功能。在检测到伺服电机在直线运动的时候，则可以将信息发送给伺服驱动器，具体地，当在检测到伺服电机处于直线运动状态的时候，则相关检测设备可以向控制器发送对应的标志位信息，控制器在接收到该标志位信息之后，则可以控制伺服驱动器进行相应的动作。

更具体地，在伺服驱动器确定伺服电机直线运动的时候，则可以获取伺服电机所反馈的位置以得到反馈位置，可以理解的是，伺服电机的该反馈位置表示当前伺服电机在直线运动过程中实际所到达的位置。该反馈位置与伺服驱动器所发出的驱动指令对应的位置可能存在一定的误差，也就是说，伺服驱动器所发出的驱动指令对应的位置表示伺服驱动器期望伺服电机运动到的位置，而伺服电机在实际运动过程中可能由于编码器误差、摩擦力导致的误差等原因无法运动到伺服驱动器所期望的位置，或者超过了伺服驱动器所期望的位置，该实施例通过获取伺服电机实际所到达的位置，即反馈位置，然后可以结合伺服驱动器期望伺服电机运动到的位置得到当前伺服电机存在的误差，进而通过具体的校正对伺服电机进行调整。

进一步地，如图5所示，伺服电机的实际位置和上位机系统的期望位置之间存在一定的误差，该误差可以通过图6进行显示。

S20，根据该反馈位置通过查询预先标定好的二维表，以确定该反馈位置所属的位置区间以及该位置区间所对应的位置误差值。

具体地，本实施例中可以先设置好一个二维表，该二维表具体表示伺服驱动器期望伺服电机运动到的位置与伺服电机实际达到的位置之间的误差，可以表示为伺服驱动器期望伺服电机运动到的位置与误差之间的对应关系。

在预先标定好二维表之后，则可以将伺服电机在实际运行中所反馈的位置确定在一个位置区间中，举例而言，具体的二维表可以如下表1所示，其中每个期望位置都对应有一个误差值，误差值的可以通过检测具体获取。

表1

在该具体的示例中，假设伺服电机实际反馈位置为29，则可以确定该反馈位置所在的位置区间为20到30之间，该区间所对应的误差值分别为0.10和0.15，通过该方法可以计算实际反馈位置29所对应的误差值。需要说明的是，当伺服电机实际反馈的位置处于期望位置的端点时，则可以直接获取对应的误差值，当然，如果为了方便计算，也可以将该端点划入到附近的区间中，例如，可以将20划入到10到20之间，然后仍然采用原来的方法对20所对应的误差值进行计算。

在该实施例中，通过以下方法对二维表的进行预先标定，该方法包括以下步骤：

S201，控制伺服电机直线运动，通过激光干涉仪标定伺服电机运动过程中的运动位置，以得到期望位置，再通过编码器对伺服电机的实际位置进行检测。

具体地，本实施例可以基于激光干涉仪来标定伺服电机的运动位置，其中，可以先设置一个绝对距离b，伺服电机先以直线运动的方式进行移动，每次移动一个最小移动单位，如每次可以移动a，其中，b可以包括多个a，绝对距离b的可以根据伺服电机的最大直线运动距离进行确定，或者可以根据伺服电机的最常使用直线运动距离范围进行确定，而最小移动单位a则可以根据伺服电机的使用环境对于精度要求进行确定，可以理解的是，绝对距离b和最小移动单位a都是可以根据不同的情况进行不同的设置，在此不进行具体限定。

在伺服驱动器控制伺服电机直线运动每次移动最小移动单位a之后，则利用激光干涉仪进行标定，从而得到通过该激光干涉仪标定所得到的伺服电机的运动位置，可以理解的是，该运动位置便是伺服电机实际移动的距离。

需要说明的是，伺服电机每次移动的距离还可以是多个最小移动单位a，并不限定每次移动只能是一个最小移动单位a。

在该实施例中，通过激光干涉仪标定伺服电机运动过程中的运动位置，包括：确定原点的位置，伺服电机将原点位置作为起点做直线运动，伺服电机每移动预设距离便利用激光干涉仪标定一次，直至标定完整个运动行程。

具体地，首先可以在绝对距离b中确定出原点，然后控制伺服电机从原点开始进行直线运动，每控制伺服电机移动预设距离，激光干涉仪便标定一次，其中，预设距离可以是一个或多个最小移动单位a。可以理解的是，绝对距离b可以是预设距离的整数倍，从而能够满足伺服电机每次所移动的预设距离相同。需要说明的是，激光干涉仪在从原点进行标定的时候，需要现将激光干涉仪中的位置数据进行清零，以提高激光干涉仪对伺服电机移动位置进行标定的准确度。

具体举例而言，该示例中的绝对距离为10，预设距离为2，可以将绝对距离中的0或者10作为原点的位置，然后控制伺服电机每次移动2个距离从原点运动到终点，需要说明的是，其中，若0为原点，则10为终点，若10为原点，则0为终点，该示例以0为原点位置进行说明，在伺服电机从0准备开始运动时，则激光干涉仪先将位置信息进行清零，然后记录伺服电机在0原点位置的距离，当伺服电机移动2个距离单位之后，激光干涉仪则记录该伺服电机在2位置所对应的运动位置，记录完之后，则伺服电机可以继续运动到下一个位置，即4位置，然后激光干涉仪记录该伺服电机在4位置所对应的运动位置，以此类推，直至激光干涉仪记录完绝对距离中伺服电机的所有运动位置。

S202，确定实际位置与期望位置之间的位置误差值。

具体地，激光干涉仪标定完伺服电机在每个位置上的运动位置，即该运动位置相当于伺服电机的实际位置，所以在得到伺服电机的实际位置之后，则将伺服电机的实际位置减去上位机系统的期望位置得到该期望位置所对应的位置误差值。

需要说明的是，本实施例中的位置误差值可以是激光干涉仪每标定到一个实际位置，便与期望位置作差以得到该期望位置多对应的误差值。

举例而言，在期望位置2中，激光干涉仪标定到的伺服电机在该位置上的实际位置为2.01，那么该期望位置所对应的位置误差值为2.01-2.00＝0.01，所以，在后续的控制中，当控制伺服电机直线运动到位置2时，那么可以将期望位置加上该位置所对应的位置误差值0.01，进而能够确定伺服电机实际运动到的位置为2.01，从而能够利用该实际位置参与电机的相关控制，防止由于误差而导致的控制不精准，影响到用户使用。

需要说明的是，该示例中的激光干涉仪可以在测量到一个位置中伺服电机所对应的位置之后，便计算出该位置对应的位置误差值并进行记录；或者，激光干涉仪也可以测量绝对距离中所有对应测量位置所对应的伺服电机的实际位置，然后统一进行计算，以得到每个测量位置所对应的位置误差值。

S203，根据期望位置、以及实际位置与期望位置之间的位置误差值建立相应的二维表。

具体地，在计算得到期望位置所对应的位置误差值之后，则可以根据期望位置和位置误差值之间的对应关系建立二维表，如下表二所示。

表二

更具体地，参见表二，该示例中包括有n个期望位置，分别表示为a1、a2、…、an，每个期望位置中都具有对应的位置误差值，其中，期望位置a1对应的位置误差值为c1，期望位置a2对应的位置误差值为c2，以此类推，期望位置an对应的位置误差值为cn。也就是说，当伺服驱动器控制伺服电机直线运行到位置a1的时候，其实伺服电机实际并没有运行到位置a1，而两者之间存在位置误差值c1，即伺服电机运行到的位置可能为(a1+c1)。显然，通过对位置误差值的计算，伺服驱动器能够通过查表的方式直接得到该期望位置所对应的位置误差值，进而可以通过简单的运算得到伺服电机实际运行到的位置。

S30，根据反馈位置、反馈位置所属的位置区间以及该位置区间所对应的位置误差值对伺服电机的校正位置进行确定。

具体地，由于伺服电机在运行过程中，并不一定是按照上述表二所示，每次运行预设距离的，也就是说，伺服电机在运行过程中，不一定刚好每次上位机系统所给出的期望位置都能够在表二查表得到，所以对于没有记录在表二中对应的期望位置，本实施例还能够根据该伺服伺服电机所反馈的位置、该反馈位置所属的位置区间以及该区间所对应的位置误差值对伺服电机的校正位置进行确定，进而能够校正表示伺服电机所运动到的位置，进而可以以正确的伺服电机实际运动到的位置来表示当前伺服电机所移动到的位置，以便后续利用伺服电机的位置参与控制指令等计算的时候，能够确保伺服电机的控制精度。

在本发明的一些实施例中，根据反馈位置、反馈位置所属的位置区间以及该位置区间所对应的位置误差值对伺服电机的校正位置进行确定，包括以下步骤：

S301，确定反馈位置所属的位置区间中的第一端点位置值以及第二端点位置值，并确定该反馈位置和该第一端点位置值两者之间的差值，并作为第一差值，以及确定该第二端点位置值和该第一端点位置值两者之间的差值，并作为第二差值。

具体地，在确定了反馈位置之后，则先根据该反馈位置确定在反馈位置之前的端点位置值和在反馈位置之后的端点位置值，即确定该反馈所在的位置区间中的两个端点位置值，可以分别定义为第一端点的位置值和第二端点的位置值，并且，将反馈位置减去第一端点的位置值所得到的差值作为第一差值，将第二端点的位置值减去第一端点的位置值所得到的差值作为第二差值。

更具体地，参见表二，假设反馈位置θ_fbk位于a1和a2之间，那么第一端点的位置值可以为a1，第二端点的位置值可以为a2，则第一差值为(θ_fbk-a1)，第二差值为(a2-a1)。

S302，确定第一端点的位置值所对应的第一位置误差值，并确定第二端点的位置值所对应的第二位置误差值，以及确定第二位置误差值和第一位置误差值两者之间的差值，并作为第三差值。

具体地，确定了第一端点的位置值和第二端点的位置值之后，则可以通过查表的方式从表二中获得第一端点和第二端点所对应的位置误差值，其中，第一端点的位置值可以对应第一位置的误差值，第二端点的位置值可以对应第二位置的误差值。从表二可知，第一端点的位置值所对应的第一位置的误差值为c1，第二端点的位置值所对应的第二位置的误差值为c2。需要说明的是，本实施例反馈位置θ_fbk位于a1和a2之间，并不就限定第一端点的位置值为a1，第二端点的位置值为a2，当然也可以将第一端点的位置值以a2表示，第二端点的位置值以a1表示，本实施例只是以其中一种情况进行描述，并不是对其进行限定。

更具体地，在获得第一位置的误差值c1以及第二位置的误差值c2之后，则可以将第二位置的误差值c2减去第一位置的误差值c1以获得第三差值，即第三差值可以表示为(c2-c1)。

S303，根据反馈位置、第一差值、第二差值以及第三差值确定伺服电机的校正位置。

具体地，在该实施例中，确定了第一差值为(θ_fbk-a1)、第二差值为(a2-a1)、第三差值为(c2-c1)之后，则可以根据线性补偿原则确定伺服电机的校正位置。

在一些实施例中，该校正位置的具体获取方式可以为：将第一差值乘以第三差值所得到的积，除以第二差值得到的商，再加上第一端点的位置值，获得校正位置。

具体地，在该实施例中，在第一差值为(θ_fbk-a1)、第二差值为(a2-a1)、第三差值为(c2-c1)，第一端点的位置值为a1的情况下，则校正位置θ_real＝(θ_fbk-a1)×(c2-c1)÷(a2-a1)+a1，其中，θ_real为伺服电机校正之后的位置，也就是说伺服电机在伺服驱动器控制其直线运行到θ_fbk位置时，其实际运行到的位置，在后续的控制中，可以利用校正位置参与控制，以保证能够准确的控制伺服电机，降低由位置误差造成的速度误差，使得伺服电机的转速反馈更加接近实际转速。

S40，根据所确定的校正位置控制伺服电机运行。

具体地，在计算得到伺服电机的校正位置之后，则可以利用该校正位置控制伺服电机，进而能够避免伺服电机的控制出错。

在本发明的一些实施例中，根据校正位置对伺服电机进行控制，包括：

S401，通过位置调节器调节校正位置和位置指令之间的误差，以获得速度指令。

具体地，在计算得到伺服电机的校正位置之后，则可以通过该校正位置对位置指令进行校正，使得经过位置调节器调节的位置指令能够更加准确的对伺服电机进行控制。由于位移与速度之间的关系可以通过微分处理器进行处理转换，所以，本实施例在根据校正的位置指令进行微分处理之后，还可以获得速度指令，然后根据该速度指令对伺服电机进行速度控制。

S402，根据校正位置确定伺服电机的反馈速度，并通过速度调节器调节反馈速度和速度指令之间的误差，以获得电流指令。

具体地，通过上述步骤获得通过校正位置可以确定伺服电机的反馈速度，在确定了伺服电机的反馈速度之后，还可以进一步通过速度调节器调节反馈速度和速度之间的误差，以获得电流指令，然后根据该电流指令对伺服电机的工作电流进行控制。

S403，通过电流调节器调节电流指令和伺服电机的反馈电流之间的误差，以获得电压指令。

具体地，通过上述步骤获得电流指令之后，可以根据伺服电机所反馈的电流确定一个电压指令，在确定了伺服电机的电压指令之后，则可以根据该电压指令对伺服电机的工作电压进行控制。

S404，根据校正位置对伺服电机的电角度进行确定，并根据该电角度和电压指令控制伺服电机运行。

具体地，在忽的伺服电机的校正位置之后，还可以根据伺服电机的校正位置确定伺服电机的电角度，然后根据所获取到的电角度和电压指令控制伺服电机运行。

通过上述实施例中，能够保证在直线伺服系统中，由于有些编码器的误差在一个方向，且随着距离的变大，误差也越来越大，将会造成伺服驱动器的电角度的误差越来越大。通过上述实施例在伺服驱动器测进行位置补偿之后，可以将此误差控制的很小，从而可以提高反馈到伺服电机控制的电角度的精度，并且，利用校正过后的位置计算速度反馈，能够提高速度反馈的准确度，同时降低由位置误差造成的速度误差，使得速度反馈更加接近实际转速。

综上，本发明实施例的位置校正方法能够对伺服电机进行误差补偿，进而提高伺服电机控制的精度，同时提高伺服电机的使用安全性。

进一步地，本发明提出了一种计算机可读的存储介质，该存储介质上存储了与位置校正方法对应的位置校正程序，通过执行该校正程序能够实现根据上述实施例中的校正方法。

本发明实施例的计算机可读的存储介质通过执行存储在其上的位置校正程序，能够对伺服电机进行误差补偿，进而提高伺服电机控制的精度，同时提高伺服电机的使用安全性。

图7是根据本发明实施例的伺服驱动器的结构框图。

进一步地，本发明提出了一种伺服驱动器100，该驱动器100包括存储器101、处理器102以及存储在存储器101上且可以在处理器102上运行的位置校正程序，该处理器102通过执行该校正程序能够实现根据上述实施例中的校正方法。

本发明实施例的伺服驱动器通过处理器执行存储在存储器上的校正程序，能够对伺服电机进行误差补偿，进而提高伺服电机控制的精度，同时提高伺服电机的使用安全性。

图8是根据本发明实施例的位置校正装置的结构框图。

进一步地，本发明提出了一种位置校正装置200，该校正装置200应用于伺服驱动器，且该校正装置200包括第一确定模块201、查询模块202、第二确定模块203和控制模块204。

其中，第一确定模块用于当伺服驱动器在驱动伺服电机直线运动的时候，确定伺服电机所反馈的位置；查询模块用于根据该反馈位置通过查询预先标定好的二维表，以确定该反馈位置所属的位置区间以及该位置区间所对应的位置误差值；第二确定模块用于根据反馈位置、反馈位置所属的位置区间以及该位置区间所对应的位置误差值对伺服电机的校正位置进行确定；控制模块用于根据所确定的校正位置控制伺服电机运行。

在本发明的一些实施例中，第二确定模块203还用于，确定反馈位置所属的位置区间中的第一端点位置值以及第二端点位置值，并确定该反馈位置和该第一端点位置值两者之间的差值，并作为第一差值，以及确定该第二端点位置值和该第一端点位置值两者之间的差值，并作为第二差值；确定第一端点的位置值所对应的第一位置误差值，并确定第二端点的位置值所对应的第二位置误差值，以及确定第二位置误差值和第一位置误差值两者之间的差值，并作为第三差值；根据反馈位置、第一差值、第二差值以及第三差值确定伺服电机的校正位置。

在本发明的一些实施例中，根据所述反馈位置、所述第一差值、所述第二差值和所述第三差值确定所述校正位置，包括：将第一差值乘以第三差值所得到的积，除以第二差值得到的商，再加上第一端点的位置值，获得校正位置。

在本发明的一些实施例中，查询模块202还用于，控制伺服电机直线运动，通过激光干涉仪标定伺服电机运动过程中的运动位置，以得到期望位置，再通过编码器对伺服电机的实际位置进行检测；确定实际位置与期望位置之间的位置误差值；根据期望位置、以及实际位置与期望位置之间的位置误差值建立相应的二维表。

在本发明的一些实施例中，通过激光干涉仪对所述伺服电机的运动位置进行标定，包括：确定原点的位置，伺服电机将原点位置作为起点做直线运动，伺服电机每移动预设距离便利用激光干涉仪标定一次，直至标定完整个运动行程。

在本发明的一些实施例中，控制模块204还用于，通过位置调节器调节校正位置和位置指令之间的误差，以获得速度指令；根据校正位置确定伺服电机的反馈速度，并通过速度调节器调节反馈速度和速度指令之间的误差，以获得电流指令；通过电流调节器调节电流指令和伺服电机的反馈电流之间的误差，以获得电压指令；根据校正位置对伺服电机的电角度进行确定，并根据该电角度和电压指令控制伺服电机运行。

需要说明的是，本发明实施例的位置校正装置的具体实施方式，可以参加上述实施例中的位置校正方法的具体实施方式，在此不再赘述。

综上，本发明实施例的位置校正装置能够对伺服电机进行误差补偿，进而提高伺服电机控制的精度，同时提高伺服电机的使用安全性。

图9是根据本发明实施例的伺服系统的结构框图。

进一步地，如图9所示，本发明提出了一种伺服系统300，该伺服系统300包括伺服电机301、编码器302和伺服驱动器303。

其中，编码器302用于对伺服电机中的转子位置进行检测，伺服驱动器303包括位置校正模块3031、位置调节器3032、速度调节器3033、电流调节器3034、矢量控制模块3035、微分器3036、逆变器3037和电角度计算模块3038。

其中，位置校正模块3031用于当伺服驱动器303在驱动伺服电机301直线运动的时候，根据伺服电机301的转子位置，以及根据反馈位置通过查询预先标定好的二维表，以确定该反馈位置所属的位置区间以及该位置区间所对应的位置误差值，再根据反馈位置、反馈位置所属的位置区间以及位置区间所对应的位置误差值对伺服电机301的校正位置进行确定。

位置调节器3032用于调节对校正位置和位置指令之间的误差，以获得速度指令。微分器3036用于根据校正位置确定伺服电机的反馈速度。速度调节器3033用于调节反馈速度和速度指令之间的误差，以获得电流指令。电流调节器3034用于调节电流指令和伺服电机的反馈电流之间的误差，以获得电压指令。电角度计算模块3038用于根据校正位置对伺服电机的电角度进行确定。矢量控制模块3035用于根据电角度和电压指令控制逆变器，进而控制伺服电机。

在本发明的一些实施例中，位置校正模块3031还用于，确定反馈位置所属的位置区间中的第一端点位置值以及第二端点位置值，并确定该反馈位置和该第一端点位置值两者之间的差值，并作为第一差值，以及确定该第二端点位置值和该第一端点位置值两者之间的差值，并作为第二差值；确定第一端点的位置值所对应的第一位置误差值，并确定第二端点的位置值所对应的第二位置误差值，以及确定第二位置误差值和第一位置误差值两者之间的差值，并作为第三差值；根据反馈位置、第一差值、第二差值以及第三差值确定伺服电机的校正位置。

在本发明的一些实施例中，根据所述反馈位置、所述第一差值、所述第二差值和所述第三差值确定所述校正位置，包括：将第一差值乘以第三差值所得到的积，除以第二差值得到的商，再加上第一端点的位置值，获得校正位置。

在本发明的一些实施例中，位置校正模块3031还用于，控制伺服电机直线运动，通过激光干涉仪标定伺服电机运动过程中的运动位置，以得到期望位置，再通过编码器对伺服电机的实际位置进行检测；确定实际位置与期望位置之间的位置误差值；根据期望位置、以及实际位置与期望位置之间的位置误差值建立相应的二维表。

在本发明的一些实施例中，通过激光干涉仪对所述伺服电机的运动位置进行标定，包括：确定原点的位置，伺服电机将原点位置作为起点做直线运动，伺服电机每移动预设距离便利用激光干涉仪标定一次，直至标定完整个运动行程。

需要说明的是，本发明实施例的伺服系统的具体实施方式，可以参加上述实施例中的位置校正方法的具体实施方式，在此不再赘述。

综上，本发明实施例的伺服系统能够对伺服电机进行误差补偿，进而提高伺服电机控制的精度，同时提高伺服电机的使用安全性。

需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，本发明实施例中所使用的“第一”、“第二”等术语，仅用于描述目的，而不可以理解为指示或者暗示相对重要性，或者隐含指明本实施例中所指示的技术特征数量。由此，本发明实施例中限定有“第一”、“第二”等术语的特征，可以明确或者隐含地表示该实施例中包括至少一个该特征。在本发明的描述中，词语“多个”的含义是至少两个或者两个及以上，例如两个、三个、四个等，除非实施例中另有明确具体的限定。

在本发明中，除非实施例中另有明确的相关规定或者限定，否则实施例中出现的术语“安装”、“相连”、“连接”和“固定”等应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体，可以理解的，也可以是机械连接、电连接等；当然，还可以是直接相连，或者通过中间媒介进行间接连接，或者可以是两个元件内部的连通，或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，能够根据具体的实施情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种位置校正方法，其特征在于，应用于伺服驱动器，所述方法包括：

在所述伺服驱动器驱动伺服电机进行直线运动时，确定所述伺服电机的反馈位置；

根据所述反馈位置查询预先标定的二维表，以确定所述反馈位置所处的位置区间和所述位置区间对应的位置误差值；

根据所述反馈位置、所述位置区间和所述位置区间对应的位置误差值确定所述伺服电机的校正位置；

根据所述校正位置对所述伺服电机进行控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述反馈位置、所述位置区间和所述位置区间对应的位置误差值确定所述伺服电机的校正位置，包括：

确定所述位置区间的第一端点位置值和第二端点位置值，并确定所述反馈位置与所述第一端点位置值之间的第一差值，以及确定所述第二端点位置值与所述第一端点位置值之间的第二差值；

确定所述第一端点位置值对应的第一位置误差值，并确定所述第二端点位置值对应的第二位置误差值，以及确定所述第二位置误差值与所述第一位置误差值之间的第三差值；

根据所述反馈位置、所述第一差值、所述第二差值和所述第三差值确定所述校正位置。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述反馈位置、所述第一差值、所述第二差值和所述第三差值确定所述校正位置，包括：

将所述第一差值与所述第三差值之积除以所述第二差值后，再叠加所述第一端点位置值，获得所述校正位置。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述二维表根据以下步骤进行预先标定：

控制所述伺服电机进行直线运动，通过激光干涉仪对所述伺服电机的运动位置进行标定，获得期望位置，并通过编码器检测所述伺服电机的实际位置；

确定所述期望位置与所述实际位置之间的位置误差值；

根据所述期望位置与所述实际位置之间的位置误差值、以及所述期望位置建立所述二维表。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过激光干涉仪对所述伺服电机的运动位置进行标定，包括：

确定原点位置，并在所述伺服电机以所述原点位置为起点进行直线运动的过程中，每个预设距离通过所述激光干涉仪进行标定一次，直至完成整个运动行程。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述校正位置对所述伺服电机进行控制，包括：

通过位置调节器对所述校正位置与位置指令之差进行处理，获得速度指令；

根据所述校正位置确定反馈速度，并通过速度调节器对所述反馈速度与所述速度指令之差进行处理，获得电流指令；

通过电流调节器对所述电流指令与所述伺服电机的反馈电流之差进行处理，获得电压指令；

根据所述校正位置确定所述伺服电机的电角度，并根据所述电角度和所述电压指令对所述伺服电机进行控制。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有位置校正程序，所述位置校正程序被处理器执行时实现根据权利要求1-6中任一项所述的位置校正方法。

8.一种伺服驱动器，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的位置校正程序，所述处理器执行所述位置校正程序时，实现根据权利要求1-7中任一项所述的位置校正方法。

9.一种位置校正装置，其特征在于，应用于伺服驱动器，所述装置包括：

第一确定模块，用于在所述伺服驱动器驱动伺服电机进行直线运动时，确定所述伺服电机的反馈位置；

查询模块，用于根据所述反馈位置查询预先标定的二维表，以确定所述反馈位置所处的位置区间和所述位置区间对应的位置误差值；

第二确定模块，用于根据所述反馈位置、所述位置区间和所述位置区间对应的位置误差值确定所述伺服电机的校正位置；

控制模块，用于根据所述校正位置对所述伺服电机进行控制。

10.一种伺服系统，其特征在于，包括：

伺服电机；

编码器，用于检测所述伺服电机的转子位置；

伺服驱动器，所述伺服驱动器包括位置校正模块、位置调节器、速度调节器、电流调节器、矢量控制模块、微分器、逆变器和电角度计算模块，其中，

所述位置校正模块，用于在所述伺服驱动器驱动伺服电机进行直线运动时根据所述伺服电机的转子位置，并根据所述反馈位置查询预先标定的二维表，以确定所述反馈位置所处的位置区间和所述位置区间对应的位置误差值，以及根据所述反馈位置、所述位置区间和所述位置区间对应的位置误差值确定所述伺服电机的校正位置；

所述位置调节器，用于对所述校正位置与位置指令之差进行处理，获得速度指令；

所述微分器，用于根据所述校正位置确定反馈速度；

所述速度调节器对所述反馈速度与所述速度指令之差进行处理，获得电流指令；

所述电流调节器，用于对所述电流指令与所述伺服电机的反馈电流之差进行处理，获得电压指令；

所述电角度计算模块，用于根据所述校正位置确定所述伺服电机的电角度；

所述矢量控制模块，用于根据所述电角度和所述电压指令控制所述逆变器，以对所述伺服电机进行控制。

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