CN107248832B - 一种音圈马达驱动方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及音圈马达驱动技术领域，具体为一种音圈马达驱动方法和系统，其能够实现快速稳定对焦，效果好，系统结构简单，驱动方法通过N个时间段计算出马达当前行程值LC与马达目标行程值LT的差值ΔL不大于马达容忍度Y时，直接跳到目标值LT实现驱动，每一时间段开始时刻计算ΔL和当前的马达步长ΔJ，ΔJ=X*ΔL，X为比率系数，N为大于等于1的整数。驱动系统由减法器P1、比较器P2、乘法器P3、二选一数据选择器P4和延时器件P5实现。

Description

一种音圈马达驱动方法和系统
技术领域
本发明涉及音圈马达驱动技术领域，具体为一种音圈马达驱动方法和系统。
背景技术
音圈马达是一种将电能转化为机械能的装置，并实现直线型及有限摆角的运动。利用来自永久磁钢的磁场与通电线圈导体产生的磁场中磁极间的相互作用产生有规律的运动的装置。因为音圈马达是一种非换流型动力装置，其定位精度取决于反馈及控制系统，因此常用VCM来驱动镜头。
VCM主要组成的部件较为简单，线圈（感性器件）、弹簧、磁铁，以及一些固定结构。电感器件由于其自身的谐振频率而表现出高谐振响应特性，很容易在操作期间引起振铃现象，影响相机对焦，或者引起其他故障。这就需要VCM驱动器能够规避或者减小这些不良影响。传统的VCM驱动器的存在着谐振大、速度慢等问题，使用效果不理想。如图1所示，VCM的行程曲线表明谐振效应十分明显，稳定时间超过ΔT>200ms。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种音圈马达驱动方法和系统，其能够实现快速稳定对焦，效果好，系统结构简单。
其技术方案是这样的：一种音圈马达驱动方法，其特征在于，其通过N个时间段计算出马达当前行程值LC与马达目标行程值LT的差值ΔL不大于马达容忍度Y时，直接跳到目标值LT实现驱动，每一时间段开始时刻计算ΔL和当前的马达步长ΔJ，ΔJ= X*ΔL，X为比率系数，N为大于等于1的整数。
其进一步特征在于，N个时间段计算步骤如下：
马达行程为L；
T1时刻，ΔJ1=X*ΔL，ΔL= LT；
T2时刻，ΔJ2= X*ΔL，ΔL=L-ΔJ1= LT -LC ；
……
Tn-1时刻，ΔJn-1= X*ΔL，ΔL=L-ΔJn-2；
Tn时刻ΔL<=Y，直接跳到目标值LT。
一种音圈马达驱动系统，其特征在于，其包括减法器P1、比较器P2、乘法器P3、二选一数据选择器P4和延时器件P5，马达当前行程值LC与马达目标行程值LT为减法器P1的两个输入端，减法器P1的输出端连接所述比较器P2的一个输入端和所述乘法器P3的一个输入端，所述比较器P2的另一个输入端输入马达最小容忍度Y，所述乘法器P3的另一个输入端输入比率系数，所述比较器P2的输出端连接所述二选一数据选择器P4的的地址输入端，所述乘法器P3的输出端和马达目标行程值LT作为所述二选一数据选择器P4的的数据输入端，所述二选一数据选择器P4的输出端为马达当前行程值LC，马达当前行程值LC经过所述延时器件输入所述减法器P1的一个输入端。
采用本发明的系统和方法后，整个推导过程就是实时计算ΔL、ΔJ两个参数，简单方便，时间大大短于200ms，能够快速实现稳定对焦，效果好，并且系统简单，由乘法器、加法器、比较器等构成，容易实现。
附图说明
图1传统VCM驱动方式下行程曲线示意图；
图2为采用本发明方法时马达行程示意图；
图3为X=1/2时本发明马达行程示意图；
图4为X=1/4时本发明马达行程示意图；
图5为X=1/2，L=100，Y=4时本发明的效果图；
图6为本发明系统原理图。
具体实施方式
见图2所示，一种音圈马达驱动方法，其通过N个时间段计算出马达当前行程值LC与马达目标行程值LT的差值ΔL不大于马达容忍度Y时，直接跳到目标值LT实现驱动，每一时间段开始时刻计算ΔL和当前的马达步长ΔJ，ΔJ= X*ΔL，X为比率系数。
N个时间段计算步骤如下：
马达行程为L；
T1时刻，ΔJ1=X*ΔL，ΔL= LT；
T2时刻，ΔJ2= X*ΔL，ΔL=L-ΔJ1= LT -LC ；
……
Tn-1时刻，ΔJn-1= X*ΔL，ΔL=L-ΔJn-2；
Tn时刻ΔL<=Y，直接跳到目标值LT。
见图6所示，一种音圈马达驱动系统，其包括减法器P1、比较器P2、乘法器P3、二选一数据选择器P4和延时器件P5，马达当前行程值LC与马达目标行程值LT为减法器P1的两个输入端，减法器P1的输出端连接比较器P2的一个输入端和乘法器P3的一个输入端，比较器P2的另一个输入端输入马达最小容忍度Y，乘法器P3的另一个输入端输入比率系数，比较器P2的输出端连接二选一数据选择器P4的的地址输入端，乘法器P3的输出端和马达目标行程值LT作为二选一数据选择器P4的的数据输入端，二选一数据选择器P4的输出端为马达当前行程值LC，马达当前行程值LC经过延时器件输入减法器P1的一个输入端。
下面列举几个具体实施例，见图3和图4所示，图4波形步数比图3大，图4平滑曲线比图3更加平稳。图5为X=1/2，L=100，Y=4条件下的效果图，具体步骤如下：
T1时刻，ΔJ1=0.5*100=50，ΔL= 100；
T2时刻，ΔJ2= 0.5*50=25，ΔL=100-50=50；
T3时刻，ΔJ3= 0.5*25=12.5，ΔL=50-25=25；
T4时刻，ΔJ4= 0.5*12.5=6.25，ΔL=25-12.5=12.5；
T5时刻，ΔJ5= 0.5*6.25=3.125，ΔL=12.5-6.25=6.25；
T6时刻ΔL=6.25-3.125=3<=4，直接跳到目标值LT。
此时，对焦时间ΔT不超过100ms，即远小于200ms，采用本专利方法，马达对焦速度更快。X决定了平滑曲线的弧度，X值越大波形步数越少，当X=1时专利算法与传统算法重叠，可通过控制X值来控制波形平滑度。

Claims (1)

1.一种音圈马达驱动系统，其特征在于，其包括减法器P1、比较器P2、乘法器P3、二选一数据选择器P4和延时器件P5，马达当前行程值LC与马达目标行程值LT为减法器P1的两个输入端，减法器P1的输出端连接所述比较器P2的一个输入端和所述乘法器P3的一个输入端，所述比较器P2的另一个输入端输入马达最小容忍度Y，所述乘法器P3的另一个输入端输入比率系数，所述比较器P2的输出端连接所述二选一数据选择器P4的的地址输入端，所述乘法器P3的输出端和马达目标行程值LT作为所述二选一数据选择器P4的的数据输入端，所述二选一数据选择器P4的输出端为马达当前行程值LC，马达当前行程值LC经过所述延时器件输入所述减法器P1的一个输入端；
其通过N个时间段计算出马达当前行程值LC与马达目标行程值LT的差值ΔL不大于马达容忍度Y时，直接跳到目标值LT实现驱动，每一时间段开始时刻计算ΔL和当前的马达步长ΔJ，ΔJ= X*ΔL，X为比率系数，N为大于等于1的整数；N个时间段计算步骤如下：
马达行程为L；
T1时刻，ΔJ1=X*ΔL，ΔL= LT；
T2时刻，ΔJ2= X*ΔL，ΔL=L-ΔJ1= LT -LC ；
……
Tn-1时刻，ΔJn-1= X*ΔL，ΔL=L-ΔJn-2；
Tn时刻ΔL<=Y，直接跳到目标值LT。
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