CN106787960B

CN106787960B - 一种控制钞箱电机启动的方法、装置及自助交易设备

Info

Publication number: CN106787960B
Application number: CN201611126424.8A
Authority: CN
Inventors: 朱熙龙
Original assignee: Shenzhen Yihua Computer Co Ltd; Shenzhen Yihua Time Technology Co Ltd; Shenzhen Yihua Financial Intelligent Research Institute
Current assignee: Shenzhen Yihua Computer Co Ltd; Shenzhen Yihua Time Technology Co Ltd; Shenzhen Yihua Financial Intelligent Research Institute
Priority date: 2016-12-09
Filing date: 2016-12-09
Publication date: 2019-03-12
Anticipated expiration: 2036-12-09
Also published as: CN106787960A

Abstract

本发明涉及金融设备中的电机控制领域，提供一种控制钞箱电机启动的方法、装置及自助交易设备。在本发明中，通过输出脉冲信号至电机驱动装置驱动电机转动，在电机启动过程中计算电机的转速并在电机平均转速大于第一预设转速时，即驱动PID控制器调整电机的转速，当电机转速达到第二预设转速时，确认电机启动。因此，本发明能够解决现有方法中脉冲信号的输入时间过长导致PID控制器在调整电机转速时出现电机转速与目标转速之间的偏移量过大、速度震荡大的问题以及脉冲信号的输入时间过短导致无法启动电机的问题。

Description

一种控制钞箱电机启动的方法、装置及自助交易设备

技术领域

本发明属于金融设备中的电机控制领域，尤其涉及一种控制钞箱电机启动的方法、装置及自助交易设备。

背景技术

在日常生活中，当客户使用自助交易设备，例如自动存取款机，进行存取款操作业务后，钞箱中的舌片必须回到隐藏状态以便下一次的业务能够正常进行。因此，当客户进行业务操作后，需要对舌片定位使得舌片回到隐藏状态。在舌片定位的过程中需要多次启停电机，以便对舌片精确认位。

钞箱电机上均匀分布有多个霍尔传感器。在一次启停电机的过程中(即电机转动一圈)，需要在一定的霍尔信号内将电机的转速调整至目标转速，才可确认电机启动。然而，现有技术中通常采取在一定时间内持续向电机输入占空比为100％的脉冲信号来启动电机，在该脉冲信号输入结束之后，PID(Proportion-Integral-Derivative,比例-积分-导数)控制器才开始调整电机转速。这样，在一次电机的启停过程中，如果脉冲信号的输入时间过短，则导致电机无法启动；如果脉冲信号的输入时间过长，则电机转速过快，会导致电机转速与目标转速偏移量过大、速度震荡大的问题。上述两种情况均不利于舌片定位。

因此，现有的启动钞箱电机的方法存在：脉冲信号的输入时间过长导致PID控制器在调整电机转速时出现电机转速与目标转速之间的偏移量过大、速度震荡大的问题以及脉冲信号的输入时间过短导致无法启动电机的问题。

发明内容

本发明提供一种控制钞箱电机启动的方法、装置及自助交易设备，旨在解决现有方法中脉冲信号的输入时间过长导致PID控制器在调整电机转速时出现电机转速与目标转速之间的偏移量过大、速度震荡大的问题以及脉冲信号的输入时间过短导致无法启动电机的问题。

本发明是这样实现的，一种控制钞箱电机启动的方法，所述电机的转速调整由PID控制器执行；该方法包括：

在接收到电机启动指令时输出具有预设占空比的脉冲信号至所述电机驱动装置，以使所述电机驱动装置根据所述脉冲信号驱动所述电机转动；

计算所述电机在单位霍尔宽度内的平均转速；所述单位霍尔宽度为所述电机在圆周方向转过一个单位霍尔间距的时间，所述单位霍尔间距为所述电机上所有霍尔传感器所在的圆周上相邻两个霍尔传感器之间的弧长；

当所述平均转速大于第一预设转速时，驱动PID控制器调整所述电机的转速；

当所述平均转速达到第二预设转速时，确认所述电机启动；其中，所述第一预设转速大于所述第二预设转速。

本发明还提供了一种控制钞箱电机启动的装置，所述电机的转速调整由PID控制器执行；该装置包括：

脉冲信号输出模块，用于在接收到电机启动指令时输出具有预设占空比的脉冲信号至所述电机驱动装置，以使所述电机驱动装置根据所述脉冲信号驱动所述电机转动；

平均转速计算模块，用于计算所述电机在单位霍尔宽度内的平均转速；所述单位霍尔宽度为所述电机在圆周方向转过一个单位霍尔间距的时间，所述单位霍尔间距为所述电机上所有霍尔传感器所在的圆周上相邻两个霍尔传感器之间的弧长；

PID控制器驱动模块，用于当所述平均转速大于第一预设转速时，驱动PID控制器调整所述电机的转速；

确认模块，用于当所述平均转速达到第二预设转速时，确认所述电机启动；其中，所述第一预设转速大于所述第二预设转速。

本发明还提供了一种自助交易设备，包括PID控制器和钞箱电机，且该自助交易设备还包括上述控制钞箱电机启动的装置。

在本发明中，通过输出脉冲信号至电机驱动装置驱动电机转动，在电机启动过程中计算电机的转速并在电机平均转速大于第一预设转速时，即驱动PID控制器调整电机的转速，当电机转速达到第二预设转速时，确认电机启动。因此，本发明能够解决现有方法中脉冲信号的输入时间过长导致PID控制器在调整电机转速时出现电机转速与目标转速之间的偏移量过大、速度震荡大的问题以及脉冲信号的输入时间过短导致无法启动电机的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的一种控制钞箱电机启动的方法的实现流程图。

图2是本发明实施例一提供的控制钞箱电机启动的方法中步骤S102的实现流程图。

图3是本发明实施例二提供的控制钞箱电机启动的方法中步骤S1021的实现流程图。

图4是本发明实施例四提供的一种控制钞箱电机启动的装置的结构示意图。

图5是本发明实施例四提供的控制钞箱电机启动的装置中平均转速计算模块202的结构框图。

图6是本发明实施例五提供的平均转速计算模块202中单位霍尔宽度计算单元2021的结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：

图1示出了本发明第一实施例提供的一种控制钞箱电机启动的方法的实现流程，电机的转速调整由PID控制器执行，为了便于说明，仅示出与本发明第一实施例相关的部分，详述如下：

在步骤S101中，在接收到电机启动指令时输出具有预设占空比的脉冲信号至电机驱动装置，以使电机驱动装置根据脉冲信号驱动电机转动。在本实施例中，预设占空比的脉冲信号是占空比为75％～100％的脉冲信号。电机驱动装置为电机驱动芯片。

在步骤S102中，计算电机在单位霍尔宽度内的平均转速；单位霍尔宽度为电机在圆周方向转过一个单位霍尔间距的时间，单位霍尔间距为电机上所有霍尔传感器所在的圆周上相邻两个霍尔传感器之间的弧长。

在钞箱电机中均匀分布有多个霍尔传感器。例如，一般自助交易设备中的钞箱电机上均匀分布有48个或者36个霍尔传感器或者其他数目的霍尔传感器。在本发明实施例中，钞箱电机中均匀分布有48个霍尔传感器，单位霍尔宽度即电机在圆周方向转过一个单位霍尔间距的时间。所有霍尔传感器所在的圆周上相邻两个霍尔传感器之间的弧长即单位霍尔间距。

另外，鉴于电机在经过一个单位霍尔宽度的时间很短，电机的平均转速和瞬时转速差别不大，可以将电机在单位霍尔宽度内的平均转速近似认为是电机的瞬时转速。

在步骤S103中，当平均转速大于第一预设转速时，驱动PID控制器调整电机的转速。在本发明实施例中，第一预设转速为300r/min。即在电机的平均转速大于300r/min时，即驱动PID控制器调整电机的转速。在本发明实施例中，PID控制器通过调整脉冲信号的占空比的方式调整电机的转速。

在步骤S104中，当平均转速达到第二预设转速时，确认电机启动；其中，第一预设转速大于第二预设转速。在本实施例中，第二预设转速为250r/min。即在电机的平均转速大于300r/min时，即驱动PID控制器调整电机的转速，在调整的过程当中，当电机的转速调整至250r/min时，即调整至PID控制器的目标转速时，即确认电机启动。

在本发明实施例中，通过输出脉冲信号至电机驱动装置驱动电机转动，在电机启动过程中计算电机的转速并在电机平均转速大于第一预设转速时，即驱动PID控制器调整电机的转速，当电机转速达到第二预设转速时，确认电机启动。因此，本发明能够解决现有方法中脉冲信号的输入时间过长导致PID控制器在调整电机转速时出现电机转速与目标转速之间的偏移量过大、速度震荡大的问题以及脉冲信号的输入时间过短导致无法启动电机的问题。

实施例二：

本实施例是对本发明第一实施例中的步骤S102进行具体实现方式的说明，图2示出了步骤S102的具体实现流程，详细说明如下：

在步骤S1021中，计算电机的单位霍尔宽度。单位霍尔宽度即为电机在圆周方向转过一个单位霍尔间距的时间。

在步骤S1022中，根据单位霍尔间距和单位霍尔宽度计算电机在单位霍尔宽度内的平均转速。单位霍尔间距为电机上所有霍尔传感器所在的圆周上相邻两个霍尔传感器之间的弧长。

即利用电机转速等于电机在单位时间内转过的圈数可以得知，电机在单位霍尔宽度内的圈数为电机上所有霍尔传感器所在的圆周上相邻两个霍尔传感器之间的弧长即单位霍尔间距。因此，电机平均转速等于单位霍尔间距除以单位霍尔宽度，即可计算出电机单位霍尔宽度内的平均转速。

实施例三：

本实施例是对本发明第二实施例中的步骤S1021进行具体实现方式的说明，图3示出了步骤S1021的具体实现流程，详细说明如下：

在步骤S10211中，在先后获取两个相邻的霍尔信号时，将在先获取到的霍尔信号所对应的时间点存储为第一时间点，并将在后获取到的霍尔信号所对应的时间点存储为第二时间点。

电机的三相霍尔信号经过加法器电路整合为一路霍尔信号，获取在先的霍尔信号并将在先获取到的霍尔信号对应的时间点存储为第一时间点，获取在后的霍尔信号并将在后获取到的霍尔信号对应的时间点存储为第二时间点。

在步骤S10212中，根据第一时间点和第二时间点计算单位霍尔宽度。

其中，步骤S10212具体将第二时间点与第一时间点的差值作为单位霍尔宽度，其随着电机的转速不断变化。当电机的转速较快时，单位霍尔宽度较短；当电机转速较慢时，单位霍尔宽度较长。

实施例四：

图4是本发明第四实施例提供的一种控制钞箱电机启动的装置结构示意图，电机的转速调整由PID控制器执行，为了便于说明，仅示出与本发明第四实施例相关的部分，详述如下：

控制钞箱电机启动的装置包括脉冲信号输出模块201、平均转速计算模块202、PID控制器驱动模块203及确认模块204。

其中，脉冲信号输出模块201用于在接收到电机启动指令时输出具有预设占空比的脉冲信号至电机驱动装置，以使电机驱动装置根据脉冲信号驱动电机转动。在本实施例中，预设占空比的脉冲信号是75％～100％占空比的脉冲信号。电机驱动装置为电机驱动芯片。

平均转速计算模块202用于计算电机在单位霍尔宽度内的平均转速；单位霍尔宽度为电机在圆周方向转过一个单位霍尔间距的时间，单位霍尔间距为电机上所有霍尔传感器所在的圆周上相邻两个霍尔传感器之间的弧长。

PID控制器驱动模块203用于当平均转速大于第一预设转速时，驱动PID控制器调整电机的转速。在本发明实施例中，第一预设转速为300r/min。即在电机的平均转速大于300r/min时，即驱动PID控制器调整电机的转速。在本发明实施例中，PID控制器通过调整脉冲信号的占空比的方式调整电机的转速。

确认模块204用于当平均转速达到第二预设转速时，确认电机启动。其中，第一预设转速大于第二预设转速。在本实施例中，第二预设转速为250r/min。即在电机的平均转速大于300r/min时，即驱动PID控制器调整电机的转速，在调整的过程当中，当电机的转速调整至250r/min时，即PID控制器的目标转速，即确认电机启动。

在本发明实施例中，通过输出脉冲信号至电机驱动装置驱动电机转动，在电机启动过程中计算电机的转速并在电机平均转速大于第一预设转速时，即利用PID控制器调整电机的转速，当电机转速达到第二预设转速时，确认电机启动。因此，本发明能够解决现有方法中脉冲信号的输入时间过长导致PID控制器在调整电机转速时出现电机转速与目标转速之间的偏移量过大、速度震荡大的问题以及脉冲信号的输入时间过短导致无法启动电机的问题。

实施例五：

本实施例是对本发明第四实施例中平均转速计算模块202进行具体说明，图5示出了平均转速计算模块202的示意结构，详述如下：

平均转速计算模块202包括：

单位霍尔宽度计算单元2021，用于计算电机的单位霍尔宽度。其中，单位霍尔宽度即为电机在圆周方向转过一个单位霍尔间距的时间。

平均转速计算单元2022，用于根据单位霍尔间距和单位霍尔宽度计算电机在单位霍尔宽度内的平均转速。单位霍尔间距为电机上所有霍尔传感器所在的圆周上相邻两个霍尔传感器之间的弧长。即利用电机转速等于电机在单位时间内转过的圈数，可以得知，电机在单位霍尔宽度内的圈数为电机上所有霍尔传感器所在的圆周上相邻两个霍尔传感器之间的弧长即单位霍尔间距。因此，电机平均转速等于单位霍尔间距除以单位霍尔宽度，即可计算出电机单位霍尔宽度内的平均转速。

实施例六：

本实施例是对本发明第五实施例中单位霍尔宽度计算单元2021进行具体说明，图6示出了单位霍尔宽度计算单元2021的示意结构，详述如下：

单位霍尔宽度计算单元2021包括：

时间点获取与存储子单元20211，用于在先后获取两个相邻的霍尔信号时，将在先获取到的霍尔信号所对应的时间点存储为第一时间点，并将在后获取到的霍尔信号所对应的时间点存储为第二时间点。

电机的三相霍尔信号经过加法器电路调整为一路霍尔信号，获取在先的霍尔信号并将在先获取到的霍尔信号对应的时间点存储为第一时间点，获取在后的霍尔信号并将在后获取到的霍尔信号对应的时间点存储为第二时间点。

单位霍尔宽度计算子单元20212，用于根据第一时间点和第二时间点计算单位霍尔宽度。此处具体是将第二时间点与第一时间点的差值作为单位霍尔宽度，其随着电机的转速不断变化。当电机的转速较快时，单位霍尔宽度较短；当电机转速较慢时，单位霍尔宽度较长。

本发明还提供一种自助交易设备，包括PID控制器和钞箱电机，且其包括上述控制钞箱电机启动的装置。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种控制钞箱电机启动的方法，所述电机的转速调整由PID控制器执行，其特征在于，所述方法包括：

在接收到电机启动指令时输出具有预设占空比的脉冲信号至电机驱动装置，以使所述电机驱动装置根据所述脉冲信号驱动所述电机转动；

当所述平均转速达到第二预设转速时，确认所述电机启动；

其中，所述第一预设转速大于所述第二预设转速。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述电机在单位霍尔宽度内的平均转速包括：

计算所述电机的单位霍尔宽度；

根据所述单位霍尔间距和所述单位霍尔宽度计算所述电机在所述单位霍尔宽度内的平均转速。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算所述电机的单位霍尔宽度包括：

在先后获取两个相邻的霍尔信号时，将在先获取到的霍尔信号所对应的时间点存储为第一时间点，并将在后获取到的霍尔信号所对应的时间点存储为第二时间点；

根据所述第一时间点和所述第二时间点计算单位霍尔宽度。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设占空比的脉冲信号是占空比为75％～100％的脉冲信号。

5.一种控制钞箱电机启动的装置，所述电机的转速调整由PID控制器执行；其特征在于，所述装置包括：

脉冲信号输出模块，用于在接收到电机启动指令时输出具有预设占空比的脉冲信号至电机驱动装置，以使所述电机驱动装置根据所述脉冲信号驱动所述电机转动；

确认模块，用于当所述平均转速达到第二预设转速时，确认所述电机启动；

其中，所述第一预设转速大于所述第二预设转速。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述平均转速计算模块包括：

单位霍尔宽度计算单元，用于计算所述电机的单位霍尔宽度；

平均转速计算单元，用于根据所述单位霍尔间距和所述单位霍尔宽度计算所述电机在所述单位霍尔宽度内的平均转速。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述单位霍尔宽度计算单元包括：

时间点获取与存储子单元，用于在先后获取两个相邻的霍尔信号时，将在先获取到的霍尔信号所对应的时间点存储为第一时间点，并将在后获取到的霍尔信号所对应的时间点存储为第二时间点；

单位霍尔宽度计算子单元，用于根据所述第一时间点和所述第二时间点计算单位霍尔宽度。

8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述预设占空比的脉冲信号是占空比为75％～100％的脉冲信号。

9.一种自助交易设备，包括PID控制器和钞箱电机，其特征在于，所述自助交易设备包括如权利要求5至8任意一项所述的控制钞箱电机启动的装置。