本發(fā)明涉及電動機(jī)的控制領(lǐng)域，具體涉及一種具有偏壓補(bǔ)償?shù)乃欧刂葡到y(tǒng)及其偏壓補(bǔ)償方法。

背景技術(shù)：

光刻機(jī)是芯片制造行業(yè)中的關(guān)鍵設(shè)備，集成電路的發(fā)展與光刻機(jī)的發(fā)展息息相關(guān)。其中精密傳輸技術(shù)作為光刻機(jī)中一項關(guān)鍵技術(shù)，扮演著越來越重要的角色。在光刻機(jī)對硅片進(jìn)行加工刻錄之前，硅片的精確定位至關(guān)重要，精密傳輸系統(tǒng)采用伺服控制的方式實現(xiàn)硅片的精確定位，因此伺服控制的精確性決定生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品的品質(zhì)，任何細(xì)微的位移偏差都會對產(chǎn)品的質(zhì)量造成巨大的影響。

如圖1所示，伺服控制系統(tǒng)一般采用多閉環(huán)的控制方式，由外到內(nèi)環(huán)依次包括位置環(huán)、速度環(huán)和電流環(huán)。利用電流傳感器檢測電機(jī)的速度、位置及電流，并與給定參考量比較，經(jīng)過相應(yīng)的控制器實現(xiàn)pwm驅(qū)動以達(dá)到伺服控制的目的。其中電流環(huán)的控制過程為：利用電流傳感器的反饋電流與實際給定電流之間的差值，經(jīng)過電流控制器(一般為pi控制器)放大，以此來通過場效應(yīng)管的開關(guān)控制pwm的占空比以達(dá)到控制電機(jī)的目的。然而在反饋過程中需要經(jīng)過電流傳感器采樣、各種運(yùn)放電路的處理，導(dǎo)致反饋的電流中會夾雜電流傳感器及運(yùn)放電路帶來的電壓偏移量，雖然這些電壓偏移很小，但是經(jīng)過pi控制器放大后，很小的電壓偏移也會引起場效應(yīng)管的誤動作，改變pwm的占空比，輕則導(dǎo)致伺服電機(jī)待機(jī)狀態(tài)下轉(zhuǎn)子發(fā)生抖動，重則導(dǎo)致整個控制系統(tǒng)的崩潰，嚴(yán)重影響伺服控制的精確性和穩(wěn)定性，成為光刻機(jī)工件臺等精密傳輸系統(tǒng)中不可忽略的重 大問題。

現(xiàn)有技術(shù)中通常采用可調(diào)電阻等機(jī)械式硬件電路補(bǔ)償偏壓的方法，通過調(diào)節(jié)可調(diào)電阻達(dá)到調(diào)節(jié)偏壓的目的。然而該方法需要手動調(diào)試，調(diào)試麻煩，并且隨著溫度變化、硬件老化等外界因素的影響，偏移電壓會發(fā)生變化，此外機(jī)械振動也會改變可調(diào)電阻的大小，從而降低該方法的可靠性。

針對上述問題，現(xiàn)有技術(shù)中提出了一種針對三相電機(jī)電流傳感器偏差進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难b置和方法。該方法首先判斷電動機(jī)pwm控制與中斷狀態(tài)，在pwm中斷時檢測電流傳感器的電流，即為電流傳感器的偏壓。將此作為基準(zhǔn)偏壓通過頻繁或者每隔一定周期對動態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償，可以補(bǔ)償電流傳感器造成的大部分偏差，但是此方法仍有以下幾個缺點：一是該方法采用的補(bǔ)償比例系數(shù)k＝1(即采樣得到的偏壓即為補(bǔ)償?shù)钠珘?，并且進(jìn)行單次補(bǔ)償，然而在硬件電路中采樣得到的偏壓與補(bǔ)償?shù)钠珘翰豢赡芙^對滿足1:1的關(guān)系，所以剩余偏壓無法確定，從而降低了控制精度；二是該方法需要對三相電機(jī)中的每一相電流進(jìn)行單獨(dú)補(bǔ)償，每個補(bǔ)償系統(tǒng)都必須獨(dú)立，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性；三是該方法忽略系統(tǒng)中逆變器造成的給定電流與采樣電流之間的相位差，影響檢測到的基準(zhǔn)偏壓的準(zhǔn)確性，從而影響了對電機(jī)的控制精度。

之后現(xiàn)有技術(shù)中又提出了一種針對三相電機(jī)各相電流傳感器電流反饋與給定電流之間誤差，通過矢量控制分別補(bǔ)償?shù)姆椒ā＜赐ㄟ^設(shè)計隔離直流分量的同步濾波器，通過測量各相電流的大小及相位，分別測出各相電流的諧波畸變，再對有限的畸變諧波進(jìn)行反相，并將其加到電流傳感器中，使得同步濾波器輸出的直流分量減小到零，以此消除諧波實現(xiàn)偏壓補(bǔ)償。然而該方向僅針對電流傳感器中引入的諧波進(jìn)行補(bǔ)償，但由于引入諧波不確定，所以補(bǔ)償諧波個數(shù)及系數(shù)k值難確定，而且只針對其中的一個或者幾個低次諧波進(jìn)行補(bǔ)償，對其余大部分不確定的畸變諧波無能為力，并且同步濾波器不能快速隔離直流分量。此外該方法忽略了2/3變換、2/3反變換及靜止坐標(biāo)和旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換過程中的誤差，并且依賴同步濾波器，補(bǔ)償方法復(fù)雜，難以實現(xiàn)，且此方法僅針對三相電 機(jī)，且必須使用矢量控制方法，對其他電機(jī)和控制方法不適用，因此具有一定局限性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種具有偏壓補(bǔ)償?shù)乃欧刂葡到y(tǒng)及其偏壓補(bǔ)償方法，以解決上述技術(shù)問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種具有偏壓補(bǔ)償?shù)乃欧刂葡到y(tǒng)，包括依次連接的運(yùn)放電路、控制電路、驅(qū)動電路、單相直流電機(jī)和電流傳感器，還包括偏壓采樣及補(bǔ)償電路，所述運(yùn)放電路的輸入端連接至電流傳感器的輸出端，所述控制電路的輸入端連接至所述運(yùn)放電路的輸出端，所述偏壓采樣及補(bǔ)償電路的輸入端連接至所述運(yùn)放電路和控制電路之間，所述偏壓采樣及補(bǔ)償電路的輸出端連接所述運(yùn)放電路的輸入端，所述運(yùn)放電路和偏壓采樣及補(bǔ)償電路構(gòu)成同向偏壓補(bǔ)償電路和反向偏壓補(bǔ)償電路。

進(jìn)一步的，所述運(yùn)放電路包括第一、第二、第三、第四儀表運(yùn)放電路，所述第一儀表運(yùn)放電路的輸入端連接至所述電流傳感器的輸出端，所述第二儀表運(yùn)放電路的輸入端分別連接所述第一儀表運(yùn)放電路的輸出端和所述偏壓采樣及補(bǔ)償電路的輸出端，所述第三儀表運(yùn)放電路的輸入端分別連接所述第二儀表運(yùn)放電路的輸出端和系統(tǒng)給定電壓，所述第三儀表運(yùn)放電路的輸出端連接所述控制電路的輸入端，所述偏壓采樣及補(bǔ)償電路的輸入端連接至所述第三儀表運(yùn)放電路和控制電路之間，所述第一、第二、第三儀表運(yùn)放電路和偏壓采樣及補(bǔ)償電路構(gòu)成反向偏壓補(bǔ)償電路；所述第四儀表運(yùn)放電路的輸入端分別連接所述電流傳感器的輸出端和所述偏壓采樣及補(bǔ)償電路的輸出端，所述第四儀表運(yùn)放電路的輸出端與所述偏壓采樣及補(bǔ)償電路的輸入端連接，所述第四儀表運(yùn)放電路和偏壓采樣及補(bǔ)償電路構(gòu)成同向偏壓補(bǔ)償電路。

進(jìn)一步的，所述偏壓采樣及補(bǔ)償電路包括依次連接的adc電路、可編輯邏輯器件和dac電路，所述adc電路的輸入端分別連接所述第三、第四儀表運(yùn) 放電路的輸出端，所述dac電路的輸出端分別連接所述第二、第四儀表運(yùn)放電路的輸入端。

進(jìn)一步的，所述偏壓采樣及補(bǔ)償電路還包括rc低通濾波器，所述rc低通濾波器的輸入端連接至所述第三、儀表運(yùn)放電路和控制電路之間，所述rc低通濾波器的輸出端連接至所述adc電路的輸入端。

進(jìn)一步的，所述可編輯邏輯器件為fpga寄存器。

進(jìn)一步的，所述第三儀表運(yùn)放電路和第四儀表運(yùn)放電路的輸出端還分別連接有報錯裝置。

進(jìn)一步的，還包括母線直流電源，所述母線直流電源的輸出端連接至所述驅(qū)動電路的輸入端。

進(jìn)一步的，所述控制電路為pi電路。

進(jìn)一步的，所述驅(qū)動電路為pwm驅(qū)動電路。

本發(fā)明還提供一種用于伺服控制系統(tǒng)的偏壓補(bǔ)償方法，包括以下步驟：

s1：電流傳感器檢測單相直流電機(jī)的兩相電流，轉(zhuǎn)換成二次側(cè)電壓后輸出至運(yùn)放電路，所述運(yùn)放電路將所述二次側(cè)電壓和系統(tǒng)給定電壓進(jìn)行運(yùn)算處理之后分別得到初始的反向偏移電壓和同向偏移電壓；

s2：偏壓采樣及補(bǔ)償電路分別采樣所述反向偏移電壓和同向偏移電壓，分別進(jìn)行儲存及補(bǔ)償處理后反饋至所述運(yùn)放電路的輸入端，所述運(yùn)放電路根據(jù)所述偏壓采樣及補(bǔ)償電路的補(bǔ)償值、二次側(cè)電壓和系統(tǒng)給定電壓，進(jìn)行運(yùn)算處理之后分別得到補(bǔ)償后的反向偏移電壓和補(bǔ)償后的同向偏移電壓，完成單次反向偏壓補(bǔ)償和單次同向偏壓補(bǔ)償，采樣的同時所述反向偏移電壓經(jīng)過控制電路放大后發(fā)送給驅(qū)動電路，所述驅(qū)動電路發(fā)送相應(yīng)驅(qū)動命令至單相直流電機(jī)；

s3：重復(fù)步驟s2若干次，直至補(bǔ)償后的所述反向偏移電壓和補(bǔ)償后的所述同向偏移電壓均趨于收斂，判斷補(bǔ)償后的所述同向偏移電壓的收斂值是否處于系統(tǒng)最大容忍的同向偏移電壓的范圍內(nèi)，若否則系統(tǒng)報錯；若是則繼續(xù)判斷補(bǔ)償后的反向偏移電壓的收斂值是否處于系統(tǒng)最大容忍的反向偏移電壓的范圍 內(nèi)，若否則系統(tǒng)報錯，若是則補(bǔ)償成功。

進(jìn)一步的，所述步驟s2中，所述偏壓采樣及補(bǔ)償電路對所述反向偏移電壓和同向偏移電壓進(jìn)行儲存及補(bǔ)償處理之后，先等待設(shè)定時間，待所述系統(tǒng)充分響應(yīng)后再將補(bǔ)償值反饋至所述運(yùn)放電路的輸入端。

進(jìn)一步的，所述設(shè)定時間t需滿足：

其中tr為伺服控制系統(tǒng)響應(yīng)時間，fh為伺服控制系統(tǒng)的帶寬頻率。

進(jìn)一步的，所述步驟s1中，具體為：所述二次側(cè)電壓依次經(jīng)過所述運(yùn)放電路中的第一、第二儀表運(yùn)放電路運(yùn)算處理之后得到反饋電壓，輸出至所述運(yùn)放電路的第三儀表運(yùn)放電路中，所述第三儀表運(yùn)放電路將所述反饋電壓與所述系統(tǒng)給定電壓做比較運(yùn)算得到初始的反向偏移電壓；同時所述二次側(cè)電壓被輸入至所述運(yùn)放電路中的第四儀表運(yùn)放電路，進(jìn)行運(yùn)算處理后得到初始的同向偏移電壓。

進(jìn)一步的，所述步驟s2中，具體為：所述偏壓采樣及補(bǔ)償電路包括adc電路、可編輯邏輯器件和dac電路，所述adc電路采樣所述反向偏移電壓，將采樣值發(fā)送到所述可編輯邏輯器件中進(jìn)行補(bǔ)償處理和儲存，并通過所述dac電路處理后輸出至所述第二儀表運(yùn)放電路的輸入端，所述第二儀表運(yùn)放電路將接收到的補(bǔ)償值與所述二次側(cè)電壓進(jìn)行運(yùn)算處理后反饋至所述第三儀表運(yùn)放電路，所述第三儀表運(yùn)放電路將接收到的反饋值和系統(tǒng)給定電壓進(jìn)行運(yùn)算處理得到補(bǔ)償后的反向偏移電壓，完成單次反向偏壓補(bǔ)償；

同時所述adc電路采樣所述同向偏移電壓，將采樣值發(fā)送到所述可編輯器件中進(jìn)行補(bǔ)償處理和儲存，并通過所述dac電路處理后輸出至所述第四儀表運(yùn)放電路的輸入端，所述第四儀表運(yùn)放電路將接收到的補(bǔ)償值與所述二次側(cè)電壓進(jìn)行運(yùn)算處理得到補(bǔ)償后的同向偏移電壓，完成單次同向偏壓補(bǔ)償。

進(jìn)一步的，步驟s2中，所述adc電路采樣所述反向偏移電壓具體為將所 述反向偏移電壓放大k1倍，所述可編輯邏輯器件進(jìn)行補(bǔ)償處理具體為，將從所述adc電路接收的電壓放大k2倍后再與前一次儲存的電壓相加，通過所述dac電路處理具體為將從所述可編輯邏輯器件接收的電壓再放大k3倍，其中k1為adc電路的運(yùn)放比例系數(shù)、k3為dac電路的運(yùn)放比例系數(shù)，k2為adc電路與dac電路之間轉(zhuǎn)換的比例系數(shù)，且k1*k2*k3的取值范圍為1～1.05。

進(jìn)一步的，步驟s2中，所述adc電路采樣所述同向偏移電壓具體為將所述同向偏移電壓放大k4倍，所述可編輯邏輯器件進(jìn)行補(bǔ)償處理具體為，將從所述adc電路接收的電壓放大k5倍后再與前一次儲存的電壓相加，通過所述dac電路處理具體為將從所述可編輯邏輯器件接收的電壓再放大k6倍，其中k4為adc電路的運(yùn)放比例系數(shù)、k6為dac電路的運(yùn)放比例系數(shù)，k5為adc電路與dac電路之間轉(zhuǎn)換的比例系數(shù)，且k4*k5*k6的取值范圍為1～1.05。

本發(fā)明提供的具有偏壓補(bǔ)償?shù)乃欧刂葡到y(tǒng)及其方法，通過設(shè)置運(yùn)放電路和偏壓采樣及補(bǔ)償電路構(gòu)成同向偏壓補(bǔ)償電路和反向偏壓補(bǔ)償電路，針對電流傳感器輸出的二次側(cè)電壓同時進(jìn)行反向偏壓補(bǔ)償和同向偏壓補(bǔ)償，本發(fā)明對于電流傳感器產(chǎn)生的反向偏壓和同向偏壓進(jìn)行區(qū)別補(bǔ)償，從運(yùn)放電路的輸出端采集偏壓數(shù)據(jù)，經(jīng)過計算處理后將其存于可編輯邏輯器件內(nèi)，并且更新補(bǔ)償輸出，即將累計偏移電壓不斷更新，對每個偏壓進(jìn)行有限次數(shù)補(bǔ)償，使其趨于收斂。本發(fā)明在系統(tǒng)上電時即可自動進(jìn)行實時補(bǔ)償，不添加機(jī)械式調(diào)試的硬件電路，操作簡單，準(zhǔn)確性高，補(bǔ)償全面，不受外界環(huán)境的影響，大大提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有伺服控制系統(tǒng)采用的多閉環(huán)的控制方式示意圖；

圖2是本發(fā)明具有偏壓補(bǔ)償?shù)乃欧刂葡到y(tǒng)一具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明反向偏壓補(bǔ)償電路和同向偏壓補(bǔ)償電路一具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中所示：1、運(yùn)放電路；101～104、第一～第四儀表運(yùn)放電路；2、控制電路；3、驅(qū)動電路；4、單相直流電機(jī)；5、電流傳感器；6、偏壓采樣及補(bǔ)償電路；601、adc電路；602、可編輯邏輯器件；603、dac電路；7、母線直流電源。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)描述：

如圖2-3所示，本發(fā)明提供一種具有偏壓補(bǔ)償?shù)乃欧刂葡到y(tǒng)，為電流環(huán)系統(tǒng)提供偏壓補(bǔ)償，包括依次連接的運(yùn)放電路1、控制電路2、驅(qū)動電路3、單相直流電機(jī)4和電流傳感器5，優(yōu)選的，所述控制電路2為pi(proportionalintegral，比例積分)電路，所述驅(qū)動電路3為pwm驅(qū)動電路，控制電路2產(chǎn)生pwm波對pwm驅(qū)動電路3進(jìn)行控制，本發(fā)明的具有偏壓補(bǔ)償?shù)乃欧刂葡到y(tǒng)還包括偏壓采樣及補(bǔ)償電路6和母線直流電源7，所述母線直流電源7的輸出端連接至所述驅(qū)動電路3的輸入端。所述運(yùn)放電路1的輸入端連接至電流傳感器5的輸出端，所述控制電路2的輸入端連接至所述運(yùn)放電路1的輸出端，所述偏壓采樣及補(bǔ)償電路6的輸入端連接至所述運(yùn)放電路1和控制電路2之間，所述偏壓采樣及補(bǔ)償電路6的輸出端連接所述運(yùn)放電路1的輸入端，所述運(yùn)放電路1和偏壓采樣及補(bǔ)償電路6構(gòu)成同向偏壓補(bǔ)償電路和反向偏壓補(bǔ)償電路。具體的，反向偏壓補(bǔ)償為系統(tǒng)給定電壓與電流傳感器5輸出的二次側(cè)電壓經(jīng)過運(yùn)放處理之后得到的反饋電壓之間的偏壓補(bǔ)償，其包括電流傳感器5的反向偏壓和運(yùn)放電路1產(chǎn)生的偏壓。同向偏壓補(bǔ)償為電流傳感器5輸出的二次側(cè)電壓之間的絕對偏壓補(bǔ)償，其包括電流傳感器5的同向偏壓和運(yùn)放電路1產(chǎn)生的偏壓。

如圖3所示，所述運(yùn)放電路1包括所述運(yùn)放電路包括第一、第二、第三、第四儀表運(yùn)放電路101、102、103、104，所述第一儀表運(yùn)放電路101的輸入端連接至所述電流傳感器5的輸出端，所述第二儀表運(yùn)放電路102的輸入端分別連接所述第一儀表運(yùn)放電路101的輸出端和所述偏壓采樣及補(bǔ)償電路6的輸出 端，所述第三儀表運(yùn)放電路103的輸入端分別連接所述第二儀表運(yùn)放電路102的輸出端和系統(tǒng)給定電壓，所述第三儀表運(yùn)放電路103的輸出端連接所述控制電路2的輸入端，所述偏壓采樣及補(bǔ)償電路6的輸入端連接至所述第三儀表運(yùn)放電路103和控制電路2之間，所述第一、第二、第三儀表運(yùn)放電路101、102、103和偏壓采樣及補(bǔ)償電路6構(gòu)成反向偏壓補(bǔ)償電路；所述第四儀表運(yùn)放電路104的輸入端分別連接所述電流傳感器5的輸出端和所述偏壓采樣及補(bǔ)償電路的輸出端，所述第四儀表運(yùn)放電路104的輸出端與所述偏壓采樣及補(bǔ)償電路6的輸入端連接，所述第四儀表運(yùn)放電路104和偏壓采樣及補(bǔ)償電路6構(gòu)成同向偏壓補(bǔ)償電路。

具體的，電流傳感器5輸出的二次側(cè)電壓經(jīng)過第一儀表運(yùn)放電路101運(yùn)算處理，具體為做差運(yùn)算，之后，與偏壓采樣及補(bǔ)償電路6輸出的補(bǔ)償電壓(每周期第一次補(bǔ)償開始之前補(bǔ)償電壓為0)一同經(jīng)過第二儀表運(yùn)放電路102運(yùn)算處理之后輸出至第三儀表運(yùn)放電路103中與系統(tǒng)給定電壓做比較運(yùn)算得到反向偏移電壓，同時，所述偏壓采樣及補(bǔ)償電路6采集所述反向偏移電壓，進(jìn)行儲存及補(bǔ)償處理后輸出至所述第二儀表運(yùn)放電路102的輸入端，完成單次反向偏壓補(bǔ)償；如圖3所示，所述二次側(cè)電壓經(jīng)過所述第四儀表運(yùn)放電路104運(yùn)算處理，具體為做和運(yùn)算，之后直接得到同向偏移電壓，所述偏壓采樣及補(bǔ)償電路6采集所述同向偏移電壓，進(jìn)行儲存及補(bǔ)償處理后輸出至所述第四儀表運(yùn)放電路104的輸入端，完成單次同向偏壓補(bǔ)償。

請繼續(xù)參照圖3，所述偏壓采樣及補(bǔ)償電路6包括依次連接的adc(analogtodigitalconverter，模數(shù)轉(zhuǎn)換)電路601、可編輯邏輯器件602和dac(digitaltoanalogconverter，數(shù)模轉(zhuǎn)換)電路603，三者集成在驅(qū)動板卡上，統(tǒng)一供電，所述adc電路601的輸入端連接所述第三儀表運(yùn)放電路103、第四儀表運(yùn)放電路104的輸出端，所述dac電路603的輸出端分別連接至所述第二、第四儀表運(yùn)放電路102、104的輸入端。所述偏壓采樣及補(bǔ)償電路6還包括rc低通濾波器，所述rc低通濾波器的輸入端連接至所述第三儀表運(yùn)放電路103和控制電路2 之間，所述rc低通濾波器的輸出端連接至所述adc電路601的輸入端，通過rc低通濾波器在adc電路601對反向偏移電壓進(jìn)行采集之前對其進(jìn)行濾波，去處高頻噪聲干擾。

優(yōu)選的，所述可編輯邏輯器件602為fpga(field－programmablegatearray，即現(xiàn)場可編程門陣列)寄存器，優(yōu)選的，所述第三儀表運(yùn)放電路103和第四儀表運(yùn)放電路104的輸出端還分別連接有報錯裝置(圖中未標(biāo)出)。具體的，adc電路601采集反向偏移電壓和同向偏移電壓之后存儲在可編輯邏輯器件602中，可編輯邏輯器件602通過補(bǔ)償算法對存儲的電壓進(jìn)行補(bǔ)償處理，之后通過dac電路603對應(yīng)輸出至第二、第四儀表運(yùn)放電路102、104的輸入端進(jìn)行補(bǔ)償，該補(bǔ)償算法即對采樣得到的反向偏移電壓和同向偏移電壓放大k倍，k的取值范圍為1～1.05，使系統(tǒng)的偏壓補(bǔ)償趨于收斂，確保系統(tǒng)穩(wěn)定性。本發(fā)明中，同向偏壓補(bǔ)償電路和反向偏壓補(bǔ)償電路共同使用adc電路601、可編輯邏輯器件602和dac電路603，兩個補(bǔ)償電路利用adc電路601、可編輯邏輯器件602和dac電路603電路芯片中的不同通道，兩者互不干擾，節(jié)省了電路器件，提高了資源利用率。

本發(fā)明還提供一種基于電流傳感器的偏壓補(bǔ)償方法，包括以下步驟：

s1：電流傳感器5檢測單相直流電機(jī)4的兩相電流ia、ib，轉(zhuǎn)換成二次側(cè)電壓ua、ub后輸出至運(yùn)放電路1，所述運(yùn)放電路1將所述二次側(cè)電壓ua、ub和系統(tǒng)給定電壓vset進(jìn)行運(yùn)算處理之后分別得到初始的反向偏移電壓和同向偏移電壓，具體的，所述二次側(cè)電壓ua、ub依次經(jīng)過所述運(yùn)放電路1中的第一、第二儀表運(yùn)放電路101、102運(yùn)算處理之后得到反饋電壓，輸出至所述運(yùn)放電路1的第三儀表運(yùn)放電路102中，所述第三儀表運(yùn)放電路103將所述反饋電壓與所述系統(tǒng)給定電壓vset做比較運(yùn)算得到初始的反向偏移電壓；同時所述二次側(cè)電壓ua、ub被輸入至所述運(yùn)放電路1中的第四儀表運(yùn)放電路104，進(jìn)行運(yùn)算處理后得到初始的同向偏移電壓。如圖1所示；兩相電流ia、ib，理論上大小相等、方向相反， 同理二次側(cè)電壓ua、ub大小相等、方向相反，然而由于電流傳感器5的存在容易帶來電壓偏移量，包括同向偏移和反向偏移，同向偏移即二次側(cè)電壓ua、ub同時增大或減小，反向偏移即二次側(cè)電壓ua、ub其中一個增大，另一個減小。

s2：偏壓采樣及補(bǔ)償電路6分別采樣所述反向偏移電壓和同向偏移電壓，分別進(jìn)行儲存及補(bǔ)償處理后反饋至所述運(yùn)放電路1的輸入端，所述運(yùn)放電路1根據(jù)所述偏壓采樣及補(bǔ)償電路6的補(bǔ)償值、二次側(cè)電壓ua、ub和系統(tǒng)給定電壓vset，進(jìn)行運(yùn)算處理之后分別得到補(bǔ)償后的反向偏移電壓和補(bǔ)償后的同向偏移電壓，完成單次反向偏壓補(bǔ)償和單次同向偏壓補(bǔ)償，采樣的同時所述反向偏移電壓經(jīng)過控制電路2放大后發(fā)送給驅(qū)動電路3，所述驅(qū)動電路3發(fā)送相應(yīng)驅(qū)動命令至單相直流電機(jī)4。具體的，所述偏壓采樣及補(bǔ)償電路包括adc電路601、可編輯邏輯器件602和dac電路603，所述adc電路601采樣所述反向偏移電壓，將采樣值發(fā)送到所述可編輯邏輯器件602中進(jìn)行補(bǔ)償處理和儲存，并通過所述dac電路603處理后輸出至所述第二儀表運(yùn)放電路102的輸入端，所述第二儀表運(yùn)放電路102將接收到的補(bǔ)償值與所述二次側(cè)電壓ua、ub進(jìn)行運(yùn)算處理后反饋至所述第三儀表運(yùn)放電路103，所述第三儀表運(yùn)放電路103將接收到的反饋值和系統(tǒng)給定電壓vset進(jìn)行運(yùn)算處理得到補(bǔ)償后的反向偏移電壓，完成單次反向偏壓補(bǔ)償；

同時所述adc電路601采樣所述同向偏移電壓v5，將采樣值發(fā)送到所述可編輯器件602中進(jìn)行補(bǔ)償處理和儲存，并通過所述dac電路603處理后輸出至所述第四儀表運(yùn)放電路104的輸入端，所述第四儀表運(yùn)放電路104將接收到的補(bǔ)償值與所述二次側(cè)電壓ua、ub進(jìn)行運(yùn)算處理得到補(bǔ)償后的同向偏移電壓，完成單次同向偏壓補(bǔ)償。

所述adc電路601采樣所述反向偏移電壓具體為將所述反向偏移電壓放大k1倍，所述可編輯邏輯器件602進(jìn)行補(bǔ)償處理具體為，將從所述adc電路601接收的電壓放大k2倍后再與前一次儲存的電壓相加，通過所述dac電路603 處理具體為將從所述可編輯邏輯器件602接收的電壓再放大k3倍，其中k1為adc電路的運(yùn)放比例系數(shù)、k3為dac電路的運(yùn)放比例系數(shù)，k2為adc電路與dac電路之間轉(zhuǎn)換的比例系數(shù)，且k1*k2*k3的取值范圍為1～1.05。

所述adc電路601采樣所述同向偏移電壓具體為將所述同向偏移電壓放大k4倍，所述可編輯邏輯器件602進(jìn)行補(bǔ)償處理具體為，將從所述adc電路601接收的電壓放大k5倍后再與前一次儲存的電壓相加，通過所述dac電路603處理具體為將從所述可編輯邏輯器件602接收的電壓再放大k6倍，其中k4為adc電路的運(yùn)放比例系數(shù)、k6為dac電路的運(yùn)放比例系數(shù)，k5為adc電路與dac電路之間轉(zhuǎn)換的比例系數(shù)，且k4*k5*k6的取值范圍為1～1.05。

k1的選擇要最大利用adc電路601滿量程，該滿量程為10v，即系統(tǒng)最大的同向偏移電壓|v4|.k1＝10，由于系統(tǒng)最大的反向偏移電壓|v4|可知，因此可確定k1的值，k2為固定常數(shù)，同樣k4的選擇要最大利用adc電路601滿量程，該滿量程為10v，即系統(tǒng)最大的同向偏移電壓|v5|.k4＝10，由于系統(tǒng)最大的同向偏移電壓|v5|可知，因此可確定k4的值；k5為定常數(shù)

所述偏壓采樣及補(bǔ)償電路6對所述反向偏移電壓和同向偏移電壓進(jìn)行儲存及補(bǔ)償處理之后，先等待設(shè)定時間，待所述系統(tǒng)充分響應(yīng)后再將補(bǔ)償值反饋至所述運(yùn)放電路的輸入端。

所述設(shè)定時間t需滿足：

其中tr為伺服控制系統(tǒng)響應(yīng)時間，f^h為伺服控制系統(tǒng)的帶寬頻率。

s3：重復(fù)步驟s2若干次，直至補(bǔ)償后的所述反向偏移電壓和補(bǔ)償后的所述同向偏移電壓均趨于收斂，判斷補(bǔ)償后的所述同向偏移電壓的收斂值是否處于系統(tǒng)最大容忍的同向偏移電壓的范圍內(nèi)，若否則系統(tǒng)報錯；若是則繼續(xù)判斷補(bǔ)償后的反向偏移電壓的收斂值是否處于系統(tǒng)最大容忍的反向偏移電壓的范圍 內(nèi)，若否則系統(tǒng)報錯，若是則補(bǔ)償成功。

本實施例中，重復(fù)步驟s2三次，便完成一次完整的補(bǔ)償周期，即三次單次補(bǔ)償為一個完整的補(bǔ)償周期，且在完成一次完整的補(bǔ)償周期后，在系統(tǒng)響應(yīng)之間，通過偏壓采樣及補(bǔ)償電路6中的adc電路601對所述反向偏移電壓v4和同向偏移電壓v5分別進(jìn)行采樣，得到剩余反向偏壓和剩余同向偏壓，并將兩者分別與系統(tǒng)所能容忍的最大反向偏壓|ve|和最大同向偏壓|vd|做比較，若所述剩余反向偏壓≤系統(tǒng)容忍的最大反向偏壓|ve|，且所述剩余同向偏壓≤系統(tǒng)容忍的最大同向偏壓，則補(bǔ)償成功，否則補(bǔ)償失敗，系統(tǒng)報錯。

本實施例中，針對反向偏壓補(bǔ)償周期，給出了一組實際參數(shù)，k1＝4.06，k2＝0.25，k3＝1.026，k1·k2·k3＝1.0414略大于1，針對每次單次補(bǔ)償，采集的反向偏壓、可編程邏輯器件中存儲的數(shù)據(jù)、每次補(bǔ)償?shù)钠珘汉褪Ｓ嗥珘旱葦?shù)據(jù)如表1所示。

表1一個反向偏壓補(bǔ)償周期內(nèi)每次補(bǔ)償?shù)钠珘汉褪Ｓ嗥珘簲?shù)據(jù)

從上表可以看出，3次單獨(dú)補(bǔ)償(即一次完整的補(bǔ)償)后系統(tǒng)趨于收斂，adc電路601采樣得到的剩余反向偏壓為|-0.0004v4|≤|ve|，即完成該反向補(bǔ)償周期，等待進(jìn)入下一個反向偏壓補(bǔ)償周期。

實施例中，針對一個完整的同向補(bǔ)償周期，也給出了一組實際參數(shù)：k4＝33.28，k5＝0.25，k6＝0.123，k4·k5·k6＝1.0234略大于1，由于同向偏壓比反向偏壓小，為最大利用adc電路601的滿量程，所以k4比k1大。

表2一個同向偏壓補(bǔ)償周期內(nèi)每次補(bǔ)償?shù)钠珘汉褪Ｓ嗥珘簲?shù)據(jù)

從上表可以看出，經(jīng)過3次單獨(dú)補(bǔ)償(即一次完整的補(bǔ)償周期)后系統(tǒng)趨于收斂，adc電路603采樣得到的剩余同向偏壓為|-0.0001v5|≤|vd|，即此次同向補(bǔ)償周期完成，等待進(jìn)入下一個同向偏壓補(bǔ)償周期。

本發(fā)明提供的具有偏壓補(bǔ)償?shù)乃欧刂葡到y(tǒng)及其方法，通過設(shè)置運(yùn)放電路1和偏壓采樣及補(bǔ)償電路6構(gòu)成同向偏壓補(bǔ)償電路和反向偏壓補(bǔ)償電路，針對電流傳感器5輸出的二次側(cè)電壓同時進(jìn)行反向偏壓補(bǔ)償和同向偏壓補(bǔ)償，本發(fā)明對于電流傳感器5和運(yùn)放電路1產(chǎn)生的反向偏壓和同向偏壓進(jìn)行區(qū)別補(bǔ)償，從運(yùn)放電路1的輸出端采集偏壓數(shù)據(jù)，經(jīng)過計算處理后將其存于可編輯邏輯器件內(nèi)，并且更新補(bǔ)償輸出，即將累計偏移電壓不斷更新，對每個偏壓進(jìn)行有限次數(shù)補(bǔ)償，使其趨于收斂。本發(fā)明在系統(tǒng)上電時即可自動進(jìn)行實時補(bǔ)償，不添加機(jī)械式調(diào)試的硬件電路，操作簡單，準(zhǔn)確性高，補(bǔ)償全面，不受外界環(huán)境的影響，大大提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

雖然說明書中對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行了說明，但這些實施方式只是作為提示，不應(yīng)限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種省略、置換和變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。