CN102859864A - 用于调节位置和/或速度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对一能借助电机（1）而沿一给定路段运动的仪器的位置和/或速度进行调节的方法。以如下方式连续地进行调节：通过选择调整参数使位置调整参数和/或速度调整参数在其理论值（POS_soll，V_soll）两侧在一给定的误差范围内有针对性地波动。

Description

用于调节位置和/或速度的方法
技术领域
本发明涉及一种用于对一能借助电机而沿一给定路段运动的仪器的位置和/或速度进行调节的方法。本发明还涉及一种用于执行这种方法的汽车的电子调节和控制设备。
背景技术
由现有技术已知许多用于对一能借助电机而沿一给定路段运动的仪器的位置和/或速度进行调节的方法。这种仪器例如是能沉降在汽车仪表盘中和从其中移出的汽车辅助系统、汽车信息系统的显示器或者类似仪器。在此尤其感兴趣的是在显示器移动时的运动过程，因为它作为所谓的经策划的运动而吸引汽车乘员的注意力。
已知的是，对于这种应用使用利用脉宽控制或脉宽调制（Pulse WidthModulation/PWM）运行的电机。在此一般在控制设备的存储器中针对仪器的行驶路程存储一曲线作为对电机脉宽控制的预先规定。据此按照固定的时段在起动行驶运动以后一次性地比较理论位置与实际位置并且由这个比较的结果对于剩余曲线计算和应用固定的修正系数。通常不进行连续的再调节。此外在这种控制设备中限制了微处理器的存储能力和资源。
在DE 602 23 690T2和US 6,137,251中描述了利用脉宽调制（PWM）对电机进行调节。
发明内容
由此提出本发明的目的是，实现一种上述类型的方法，它避免现有技术的缺陷，尤其是——优选在使用最少系统资源的条件下——实现仪器的流畅运动。
按照本发明，该目的通过一种用于对一能借助电机而沿一给定路段运动的仪器的位置和/或速度进行调节的方法来实现，在该方法中，以如下方式连续地进行调节：通过选择调整参数使位置调整参数和/或速度调整参数在其理论值两侧（上、下）在一给定的误差范围内有针对性地波动。在此这个调整参数是用于调整电机的调节输出参数。
由按照本发明的措施，能够通过按行程曲线或速度曲线的连续再调节来实现可动仪器的流畅运动。在此非常有利的是，使调节参数在理论值两侧在给定的误差范围内有目的地或期望地波动或振荡。为此，尤其是利用以扩大的/夸大的（uebertriebenen）值——即总是交替地在理论值以上的第一值两侧和在理论值以下的第二值两侧——进行的再调节使位置调节参数和/或速度调节参数保持在误差范围内。通过这种所期望的不稳定性实现了稳定性。因此本方法可靠地/鲁棒地抗干扰，因为这些干扰基本上也与围绕理论值的振荡没有差别。由于测量实际值的延迟时间，同样有利的是，在特定的误差范围中进行再调节。
电机可以通过PWM信号控制。
由电机的当前转速可以确定仪器的当前位置和/或当前速度。
按照本发明还可以规定，利用至少一个霍尔传感器检测所述电机的当前转速。
非常有利的是，在所述调节时可以仅使用整数计算运算、特别是加法或减法和比较运算。如果在调节中只使用仅具有加法、减法和比较的整数计算运算，在控制设备中对于调节方法只需非常微少的微处理器运算。因此只需微小的计算能力。
在所述调节时可以使用一阵列或数据域，该阵列或数据域针对特定的时刻具有所期待的仪器位置。利用这种阵列可以实现对位置和速度的评价。在那里可以包含在每个确定时刻的所有理论位置。由在第一时刻的理论位置与在第二时刻的理论位置的差得到当前的理论速度。
所述调节可以考虑电压波动、温度波动和荷电状态波动以及磨损。
在所述调节时可以使用两个第一表格用以确定调节参数的偏差度。通过在当前检测的实际位置与相应的理论位置之间进行比较能够借助于第一表格或偏差阵列对于位置确定偏差度。对于速度，如果调用用于速度的偏差阵列，情况也是如此。
有利的是，在所述调节时使用第二表格用以确定对脉宽调制信号的修正值。事先通过第一表格特定的关于位置和速度的偏差度的值被用作第二表格——即用于确定修正值的增量阵列——的标记，通过该增量阵列最终使脉宽调制信号保持不变、提高或降低。
所述仪器可以是设置在汽车车厢中的可移出的指示装置、尤其是汽车的车辆系统的LCD显示器。
通过阵列——即被用于执行所述调节的第一表格和第二表格——而只需微少的存储能力。因此在控制设备上只需微少的存储资源。
在权利要求10中给出一种汽车电子调节和控制设备。
附图说明
由从属权利要求给出本发明的有利扩展结构和改进方案。下面借助附图描述本发明的原理上的实施例。附图中：
图1示出用于解释按照本发明的方法的第一实施例的示意图，
图2示出用于解释按照本发明的方法的第二实施例的示意图。
具体实施方式
借助于图1解释按照本发明的方法，其用于对一能借助电机1而沿一给定路段运动的仪器的位置和/或速度进行调节的方法。该调节这样地连续地被执行：通过选择作为脉宽调制信号PWM构成的调整参数分别使调整参数位置和/或速度在一给定的误差范围内在其理论值POS_soll、V_soll的两侧有针对性地波动。电机1通过脉宽调制PWM控制。由此通过PWM信号可以使电机1减速或加速。借助于霍尔传感器2检测电机1的转速。目标参数是在确定时刻的位置和与之相应的速度。（在该实施例中）作为指令变量/参考变量（Fuehrungsgroesse）使用位置。调节算法3由电机1的转速确定出未示出的仪器的实际位置POS_ist及其当前的运动速度V_ist。调节算法3通过对在位置计数器4中累计所有此前检测出的霍尔传感器2的触发（Tick）来循环地控制实际位置POS_ist输入信号并且借助于在刚刚过去的时段中霍尔传感器2的触发数量循环地控制当前的速度V_ist。
下面详细描述一阵列或表格，它们用于评价目标参数的偏差。
在调节时使用一维阵列或位置阵列，其具有针对确定时刻t的期待的理论位置POS_soll（在本实施例中最多100个位置）。这个（数据）域在附图中以功能曲线5简化表示。在此在水平轴上标出时间t并且在竖直轴上标出理论位置POS_soll。此外以虚线表示速度V=dx/dt。位置阵列用于评价位置和速度。在那里包括对于每个确定时刻的所有理论位置POS_soll，并且通过计算得到当前的理论速度V_soll。
在调节时使用两个第一表格，用于确定调节参数的偏差程度。这两个第一表格或阵列具有数值，它们给出各目标参数的偏差程度或者说理论值与实际值的偏差有多大（“向下”，“OK”，“向上”）。一个表格用于位置，另一表格用于速度。这些第一表格也称为分别用于位置和速度的偏差阵列。借助于预先规定的第一表格能够求得在仪器的整个行驶路程上的位置和速度的偏差。
通过在当前检测的实际位置POS_ist与相应的理论位置POS_soll之间进行比较，能够借助于偏差阵列确定位置的偏差度。对于速度，如果针对速度来调用偏差阵列情况也是如此。这两个值：即速度和位置的偏差度，作为用于第二表格或增量阵列的标记，它最终使PWM信号保持变化、提高或降低，即，含有用于脉宽调制信号PWM的修正值。
这个第二表格或这个（数据）域是一3x3阵列或5x5阵列，其中当前的PWM信号根据位置偏差和速度偏差而相对提高或降低。第二表格含有9个或25个值，其中“制动值最大/中等”、“OK”、“加速度值最大/中等”。下面简示出第二表格的不同实施例。但是原则上对于该表格能够实现任意大小（A×B）
Figure BDA00002266524800051
Figure BDA00002266524800052
在本实施例中，电机1总是以可参数化的起动值起动（也在可能的停滞以后）。在此起动值以如下方式取决于汽车的当前电池状态：在9V时100%PWM信号；在16V时70%PWM信号。在电压在9V至16V之间时执行整数的插值。
在调节方法中仅仅使用整数计算运算、尤其是加法或减法和比较运算。通过上述表格或阵列只需微少的存储器容量。该仪器构造成设置在汽车车厢中的可移出的指示装置，尤其是汽车的车辆系统的LCD显示器。在汽车的电子调节和控制设备中执行按照本发明的调节方法。
在图2中示出按照本发明的方法的一替代实施例，其具有时间（作为）指令变量。对此如下所述：首先测得电机1的当前时间和当前转速。由此确定位置。借助于仪器的当前位置确定在位置阵列5中的理论时间。实际的时间t被与当前的实际位置POS_ist相对应的理论时间替换。由此位置偏差等于零。借助于在求得的时刻（理论时间）的当前速度V_ist与理论速度V_soll的差值，可以通过速度的偏差阵列的辅助求得速度偏差度。根据增量阵列的纵坐标（Y轴）这个偏差度决定了调整参数。这个方案应当能够被接入或停止。
在本实施例中调节包括下面的边界条件。调节算法3的基础节拍为20ms。每2ms采样霍尔信号。最小计算脉宽为8ms。两个旋转运动学以两个不同的行驶路程来支持。规定一可参数化的PWM起动值。所有阵列可在汽车的控制设备中、尤其在EEPROM中提供。只允许整数的计算运算。

Claims (10)

1.一种用于对一能借助电机（1）而沿一给定路段运动的仪器的位置和/或速度进行调节的方法，其特征在于，以如下方式连续地进行调节：通过选择调整参数而使所述调整参数——即位置和/或速度——在其理论值（POS_soll，V_soll）两侧在一给定的误差范围内有针对性地波动。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用脉宽调制（PWM）控制电机（1）。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，由电机（1）的当前的转速确定当前的位置（POS_ist）和/或速度（V_ist）。
4.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，利用至少一个霍尔传感器（2）来检测电机（1）的当前的转速。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在所述调节时仅使用整数计算运算、特别是加法或减法和比较运算。
6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在所述调节时使用一阵列（5），该阵列针对特定的时刻（t）具有所期待的仪器位置（POS_soll）。
7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，在所述调节时使用两个第一表格用以确定调节参数的偏差度。
8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，在所述调节时使用第二表格用以确定对脉宽调制信号的修正值。
9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述仪器是设置在汽车车厢中的可移出的指示装置、尤其是汽车的车辆系统的LCD显示器。
10.一种用于执行如权利要求1至9中任一项所述方法的汽车电子调节和控制设备。
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