一种纱门的电机驱动的方法与流程

1.本发明涉及纱窗门技术领域，尤其涉及一种纱门的电机驱动的方法。


背景技术：

2.纱窗门，是门体中的一种类型，带有纱网的门体，具有良好的透风性，常设置在家庭中客厅和阳台之间，使得家庭中透风性良好。现有的纱窗门的轨迹控制，是通过各个关节的控制器输出驱动力矩控制各关节位置、速度等变量，从而高精度地跟随给定轨迹变化，以使纱窗门实现期望理想路径的操作过程。
3.传统控制器的设计通常采用基于被控对象模型的设计方法，依据传统控制理论设计控制律设定对应参数。在实际应用中，由于负载质量、连杆质心、动/静摩擦力、以及环境干扰等不确定性因素，并且纱窗门在运动过程中由于环境、负载等变化导致模型和参数也在实时改变，使这类方法的控制精度始终较低。
4.另外在纱窗门的实际控制过程中，往往需要限制纱窗门的轨迹运动范围和运动速度，此外，对于电机驱动的纱窗门，还需要对控制信号进行限制，否则将会出现控制信号和执行器输出不匹配的现象、导致纱窗门失控。
5.综上，现有技术中的电机驱动纱窗门控制方法无法同时解决纱窗门控制中的开关速度不确定，以及自适应性差等问题，并且还存在控制滞后的缺陷。因此，需要一种纱门的电机驱动的方法。


技术实现要素：

6.本发明的目的是为了解决现有解决纱窗门控制中的开关速度不确定，以及自适应性差等问题，并且还存在控制滞后的缺陷而提出的一种纱门的电机驱动的方法。
7.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
8.一种纱门的电机驱动的方法，包括以下步骤：
9.a驱动电路采集纱门的初始位置和终点位置，确定纱门的长度；
10.b驱动电路采集电机的转数以及电机的反馈到的电流，寻找门宽，控制电机旋转来带动纱门向闭合方向旋转，电机运行到预设的时间/门宽阈值后，由mcu输出预设占空比值的pwm信号来控制电机改变转速，调整后的转速应小于纱门的原有转速，当检测到纱门电机电流或者脉冲间隔时间大于设定值后，mcu关闭输出，电机停止旋转，即完成纱门缓冲关闭。
11.优选地，电流经过过滤单元被过滤变压到设定的电压值，此时恒转速控芯片控制并改变直流无刷电机定子供电电源频率，从而实现调速。
12.优选地，通过所述电流传感器获取当前电机电流；所述根据所述目标调节电流调节当前电机的转速，以使所述多个电机同步驱动，包括：计算所述电机电流与目标调节电流的电流差，得到当前电机的电流调节量，并根据所述电流调节量调节当前电机的转速，以使电机驱动。
13.一种纱门控制电路，其特征在于，包括：驱动电路、转速传感器和电流采集模块；所
述转速传感器用于采集纱门的无刷电机的转动圈数；所述驱动电路控制无刷电机接近至终点位置时，所述电流采集模块检测电流并发送至驱动电路，所述驱动电路记录当前终点位置为无刷电机起始位置；从起始位置起所述驱动电路通过转动圈数与圈数单位行程得出纱门的当前位置。
14.优选地，所述转速传感器安装在无刷电机的转动轴处，且与转动轴端的磁性件耦合；所述转速传感采集无刷电机的转动轴的正转圈数或反转圈数，并发送至驱动电路以记录纱门的当前位置。
15.相比现有技术，本发明的有益效果为：
16.本发明通过采集电机的转数以及电机的反馈到的电流，寻找门宽，控制电机旋转来带动纱门向闭合方向旋转,解决了控制滞后的缺陷，方便快捷。
附图说明
17.图1为本发明提出的一种纱门的电机驱动的方法的结构示意图；
18.图2为本发明提出的一种纱门的电机驱动的方法的结构示意图；
19.图中：1-起始位置，2-终点位置，3-无刷电机。
具体实施方式
20.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做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。
21.参照图1-2，一种纱门的电机驱动的方法，包括以下步骤：
22.a驱动电路采集纱门的初始位置和终点位置，确定纱门的长度；
23.b驱动电路采集电机的转数以及电机的反馈到的电流，寻找门宽，控制电机旋转来带动纱门向闭合方向旋转，电机运行到预设的时间/门宽阈值后，由mcu输出预设占空比值的pwm信号来控制电机改变转速，调整后的转速应小于纱门的原有转速，当检测到纱门在终点位置上时，mcu关闭输出，电机停止旋转，即完成纱门缓冲关闭。
24.电流经过过滤单元被过滤变压到设定的电压值，此时恒转速控芯片控制并改变直流无刷电机定子供电电源频率，从而实现调速。
25.将所述无刷电机的转速和所述目标电机的转速作差并乘以目标耦合比例常数，得到目标耦合反馈值，得到所述目标电机的目标调节值；
26.其中，目标耦合反馈值u2＝k2(ω2-ω1)，k2为目标耦合比例常数，ω1为所述无刷电机的转速，ω2为所述目标电机的转速。
27.在上述实现方式中，获取无刷电机和目标电机的转速差并耦合作为目标比例积分控制器的输入，可得到目标电机的目标调节值，用无刷电机和目标电机之间的速度差控制无刷电机和目标电机保持同步。
28.通过所述电流传感器获取当前电机电流；所述根据所述目标调节电流调节当前电机的转速，以使所述多个电机同步驱动，包括：计算所述电机电流与目标调节电流的电流差，得到当前电机的电流调节量，并根据所述电流调节量调节当前电机的转速，以使电机驱
动。
29.在第一实施例子中，驱动电路控制电机旋转来带动纱门向闭合方向旋转，电机运行到预设的电流阈值(如2.5a)后，关闭电机输出；再由驱动电路输出预设占空比值的pwm信号来控制电机反向旋转，以产生反向阻力，所述反向阻力应小于纱门的重力。当传感器装置检测到纱门盖在定位上时，驱动电路关闭输出，电机停止旋转，即完成纱门缓冲关闭,
30.在第二实施例子中，驱动电路控制电机旋转来带动纱门向闭合方向旋转，电机运行到预设的脉冲间隔时间阈值后(单位时间内的4个脉冲)，关闭电机输出；再由驱动电路输出预设占空比值的pwm信号来控制电机反向旋转，以产生反向阻力，所述反向阻力应小于纱门的重力。当传感器装置检测到纱门盖在定位上时，驱动电路关闭输出，电机停止旋转，即完成纱门缓冲关闭,
31.本发明的工作原理：
32.无刷电机记忆转数，寻找门宽，以便目标次精准关门。靠门遇到的阻力大小，改变电流大小。电机就靠反馈到的电流大小，促使电机改变转速，实现不同的运动功能。
33.由于用户在调节门宽理想位置时，一般都会多次来回调节，直到到达最合适的位置，在此过程中电机多次正向和反向运动，因此在计算电机的实际作动距离、即门宽的实际位置时，应从电机正向运动的距离中扣除电机反向运动的距离。此外，由于在每次正向或反向运动期间，电机在启动时间内处于空转状态，即门宽位置不发生改变，，通过对电机转速在时间上积分，在采集分辨率足够小时，排除了电压、电流波动导致转速变化对距离计算的影响，精确地计算出电机和进而门宽的实际位置。
34.电机需运动的距离可以是记忆位置与预设初始位置之间的距离，也可以是记忆位置与纱窗上次停留时的电机位置之间的距离。优选地，所述预设初始位置是电机的无刷定位点或下点。对于电机需运动的距离为记忆位置与预设初始位置之间的距离的情况，在自动调节到记忆位置的过程中，首先使电机从当前位置运动到预设初始位置、即无刷定位点或目标定位点，然后开始计算电机转速和电机实时作动距离。这种处理无需知道电机的当前位置，实施起来比较简单。而在纱窗上次停留时的电机位置可知(例如纱窗上次停留时处于另一用户保存的另一记忆位置)的情况下，直接可由纱窗上次停留时的电机位置(其也即是电机当前位置)和记忆位置确定电机需运动的距离和方向，因此电机可直接从当前位置向记忆位置运动，调节用时较少。
35.除了集成在电子控制单元中以外，本发明的记忆位置保存阶段和记忆位置请求阶段的步骤也可编程为计算机程序，该计算机程序可作为子模块嵌入其它计算机程序。
36.本技术实施例任一实施例揭示的过程定义的电子设备所执行的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。上述的处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器可以是通用处理器、现场可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本技术实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
37.本实施例中的电子设备可以用于执行本技术实施例提供的各个方法中的各个步骤。此外，本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述方法任一方法的步骤。
38.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种纱门的电机驱动的方法，包括框体，其特征在于，a驱动电路采集纱门的初始位置和终点位置，确定纱门的长度；b驱动电路采集电机的转数以及电机的反馈到的电流，寻找门宽，控制电机旋转来带动纱门向闭合方向旋转，电机运行到预设的时间/门宽阈值后，由mcu输出预设占空比值的pwm信号来控制电机改变转速，调整后的转速应小于纱门的原有转速，当检测到纱门电机电流或者脉冲间隔时间大于设定值后，mcu关闭输出，电机停止旋转，即完成纱门缓冲关闭。2.根据权利要求1所述的一种纱门的电机驱动的方法，其特征在于，电流经过过滤单元被过滤变压到设定的电压值，此时恒转速控芯片控制并改变直流无刷电机定子供电电源频率，从而实现调速。3.根据权利要求1所述的一种纱门的电机驱动的方法，其特征在于，通过所述电流传感器获取当前电机电流；所述根据所述目标调节电流调节当前电机的转速，以使所述多个电机同步驱动，包括：计算所述电机电流与目标调节电流的电流差，得到当前电机的电流调节量，并根据所述电流调节量调节当前电机的转速，以使电机驱动。4.一种纱门控制电路，其特征在于，包括：驱动电路、转速传感器和电流采集模块；所述转速传感器用于采集纱门的无刷电机的转动圈数；所述驱动电路控制无刷电机接近至终点位置时，所述电流采集模块检测电流并发送至驱动电路，所述驱动电路记录当前终点位置为无刷电机起始位置；从起始位置起所述驱动电路通过转动圈数与圈数单位行程得出纱门的当前位置。5.如权利要求4所述的纱门控制电路，其特征在于，所述转速传感器安装在无刷电机的转动轴处，且与转动轴端的磁性件耦合；所述转速传感采集无刷电机的转动轴的正转圈数或反转圈数，并发送至驱动电路以记录纱门的当前位置。

技术总结
本发明公开了一种纱门的电机驱动的方法，包括驱动电路采集纱门的初始位置和终点位置，确定纱门的长度；驱动电路采集电机的转数和电机脉冲个数以及电机的反馈到的电流，寻找门宽，控制电机旋转来带动纱门向闭合方向旋转，电机运行设定的脉冲数后，由MCU输出预设占空比值的PWM信号来控制电机改变转速，调整后的转速应小于纱门的原有转速，当检测到纱门电机电流或者脉冲间隔时间大于设定值后，MCU关闭输出，电机停止旋转，即完成纱门缓冲关闭。本发明通过采集电机的转数以及电机的反馈到的电流，寻找门宽，控制电机旋转来带动纱门向闭合方向旋转，解决了控制滞后的缺陷，方便快捷。方便快捷。方便快捷。


技术研发人员：郑轶俊
受保护的技术使用者：成都市第一等科技有限公司
技术研发日：2023.05.15
技术公布日：2023/8/13