CN107733305A - 马达防零位反弹回零驱动方法 - Google Patents

马达防零位反弹回零驱动方法 Download PDF

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CN107733305A CN201710948606.1A CN201710948606A CN107733305A CN 107733305 A CN107733305 A CN 107733305A CN 201710948606 A CN201710948606 A CN 201710948606A CN 107733305 A CN107733305 A CN 107733305A
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马贺敏
环翾
艾陈
徐竹开
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
    • H02P8/24—Arrangements for stopping
    • H02P8/30—Holding position when stopped

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Abstract

本发明提供了一种马达防零位反弹回零驱动方法，包括：确定马达的回零模式，所述回零模式包括生产模式和运行模式；针对不同的回零模式，载入预设的对应的回零波形的参数和加速曲线的参数，进而使得：针对所述生产模式，采用传统的八步回零波形；针对所述运行模式，采用改进的八步回零波形，其中，五步为有效步，三步依靠惯性进行；根据对应的回零波形和加速曲线，以及马达的当前位置和所处波形周期，控制马达向零位运行。

Description

马达防零位反弹回零驱动方法
技术领域
本发明涉及马达控制，尤其涉及一种马达防零位反弹回零驱动方法。
背景技术
在转动步进电机的各类指针式仪表的指针回零检测中，常规的步进电机回零方式中需要引入回零检测系统，在回到零位时会碰到挡针，然而，其会造成指针抖动，产生较大噪声，故而，希望能引入一种不采用指针回零检测系统的回零方式。
现有技术中，存在一种采用传统的八步回零波形的方式，使用传统的八步回零波形，当指针从零位附近回零时会有大幅弹起和声音，指针初始位置不限，当然其可稳定回零。现有技术中还存在一些改进的8步回零波形，消除第一种方法中大幅零位弹起和声音。一般会使用PWM波输出模拟正弦波。
存在的缺点有：a.指针在CW档块处时，且为负公差时，存在无法向CCW回零的问题。b.马达速度曲线参数鲁棒性较差，只要更换指针，就要重新调整时间参数。c.生产模式，不带指针负载时，回不到零位概率高，影响压指针。
发明内容
为了解决以上部分技术问题，本发明提供了一种马达防零位反弹回零驱动方法，包括如下步骤：
确定马达的回零模式，所述回零模式包括生产模式和运行模式；
针对不同的回零模式，载入预设的对应的回零波形的参数和加速曲线的参数，进而使得：
针对所述生产模式，采用传统的八步回零波形；
针对所述运行模式，采用改进的八步回零波形，其中，五步为有效步，三步依靠惯性进行；
根据对应的回零波形和加速曲线，以及马达的当前位置和所处波形周期，控制马达向零位运行；且在控制时，以I/O端口输出至马达。
可选的，所述确定马达的回零模式，包括：自存储器读取预设的模式参数，若所述模式参数为预设的第一参数，则确定所述马达的回零模式为生产模式；若所述模式参数为预设的第二参数，则确定所述马达的回零模式为运行模式。
可选的，所述确定马达的回零模式之前，还包括：检测到点火信号产生或电池上电。
可选的，在所述改进的八步回零波形中，回零波形起始时，/A与/B同时励磁。
可选的，在所述改进的八步回零波形中，若指针初始位置处于CW档块处，且为负公差时，第一步不向CW挡块运行。
可选的，在所述改进的八步回零波形中，回零波形终止于/B励磁。
可选的，在所述改进的八步回零波形中，使得第五步至第七步无力矩输出。
可选的，在所述改进的八步回零波形中，一个波形周期中，使得前两步以及最后一步的启动力矩相比其他几步较大。
可选的，所述改进的八步回零波形的波形图如下：
pin 1 2 3 4 5 6 7 8
1(B) - + + _
2(A) - - -
3(/B) + - _ +
4(/A) + + +
所述传统的八步回零波形的波形图如下：
本发明针对不同的的情况，分别采用了传统的八步回零波形以及改进的八步回零波形分别进行控制。本发明及其可选方案中，消除了NMB马达回零的振幅及声音，提高舒适性，简单易实现，不需要MCU必须带有回零检测功能。
可选方案中，在传统八步回零波形的基础上，进行波形参数调整，解决了改进的八步回零波形方法中，负公差时无法向CCW回零的问题，可选方案中，使用了I/O口输出，驱动简单，输出力矩较大。在此基础上调整选取时间参数，提供了参数的指针覆盖率，即鲁棒性。将指针回零模式分为生产模式和运行模式，生产模式使用第一种方法，解决了不带载时回零效果差的问题。
附图说明
图1是本发明可选实施例中马达防零位反弹回零驱动方法的流程示意图。
图2是本发明可选实施例中步进电机四信号输入口的示意图。
具体实施方式
以下将结合图1和图2对本发明提供的马达防零位反弹回零驱动方法进行详细的描述，其为本发明可选的实施例，可以认为，本领域技术人员在不改变本发明精神和内容的范围内，能够对其进行修改和润色。
本发明提供了一种马达防零位反弹回零驱动方法，包括如下步骤：
S11：确定马达的回零模式，所述回零模式包括生产模式和运行模式；
本发明可选的实施例中，步骤S11，可以包括：自存储器读取预设的模式参数，若所述模式参数为预设的第一参数，则确定所述马达的回零模式为生产模式；若所述模式参数为预设的第二参数，则确定所述马达的回零模式为运行模式。
步骤S11之前，可以包括步骤S10：检测到点火信号产生或电池上电。具体实施过程中，可以先采样电池上电信号或点火信号，对信号进行滤波，再在步骤S11中进行模式参数的校验。电池上电信号，也可具体理解为电池第一次上电的信号。
S12：针对不同的回零模式，载入预设的对应的回零波形的参数和加速曲线的参数，进而使得：
针对所述生产模式，采用传统的八步回零波形；
针对所述运行模式，采用改进的八步回零波形，其中，五步为有效步，三步依靠惯性进行；
S13：根据对应的回零波形和加速曲线，以及马达的当前位置和所处波形周期，控制马达向零位运行；且在控制时，可以以I/O端口输出控制信号至马达；
在所述步骤S13之前，可以先初始化用以马达控制的I/O端口，赋初始波形、波形周期数和总步数；再根据步骤S12所载入的参数得到变速级数和速度曲线，调整时间参数，然后根据当前的位置和波形周期，以I/O端口向马达输出参数，控制其运行。
S14：回零结束，将马达置于正常运行状态。
以下着重对改进的八步回零波形进行阐述：
在所述步骤S2中，在所述改进的八步回零波形中，回零波形起始时，/A与/B同时励磁，该设计比仅/B励磁力矩大；若指针初始位置处于CW档块处，且为负公差时，第一步不向CW挡块运行。否则会引起指针停在CW处，不向CCW方向回零；回零波形终止于/B励磁，该设计使得马达转子稳定停止于本周期，增加每一个波形周期的稳定性；使得第五步至第七步无力矩输出，指针向着前几步的加速方向继续运行；一个波形周期中，使得前两步以及最后一步的启动力矩相比其他几步较大。进一步具体来说，同一个波形周期，前两步启动力矩较大，时间为20ms。最后一步稳定力矩也要大，时间为10ms。
可选的，所述改进的八步回零波形的波形图如下：
此外，结合图1来看，其中1、2、3、4四个信号接口分别为A、B、/A与/B接口，本发明中，其分别被I/O接口输入信号。
对应的，所述的传统的八步回零波形的波形图如下：
pin 1 2 3 4 5 6 7 8
1(B) - + + + - _
2(A) - - - + + +
3(/B) + - _ - + +
4(/A) + + + - - -
综上所述，本发明针对不同的的情况，分别采用了传统的八步回零波形以及改进的八步回零波形分别进行控制。本发明及其可选方案中，消除了NMB马达回零的振幅及声音，提高舒适性，简单易实现，不需要MCU必须带有回零检测功能。
可选方案中，在传统八步回零波形的基础上，进行波形参数调整，解决了改进的八步回零波形方法中，负公差时无法向CCW回零的问题，可选方案中，使用了I/O口输出，驱动简单，输出力矩较大。在此基础上调整选取时间参数，提供了参数的指针覆盖率，即鲁棒性。将指针回零模式分为生产模式和运行模式，生产模式使用第一种方法，解决了不带载时回零效果差的问题。

Claims (10)

1.一种马达防零位反弹回零驱动方法，其特征在于：包括：
确定马达的回零模式，所述回零模式包括生产模式和运行模式；
针对不同的回零模式，载入预设的对应的回零波形的参数和加速曲线的参数，进而使得：
针对所述生产模式，采用传统的八步回零波形；
针对所述运行模式，采用改进的八步回零波形，其中，五步为有效步，三步依靠惯性进行；
根据对应的回零波形和加速曲线，以及马达的当前位置和所处波形周期，控制马达向零位运行。
2.如权利要求1所述的马达防零位反弹回零驱动方法，其特征在于：所述确定马达的回零模式，包括：自存储器读取预设的模式参数，若所述模式参数为预设的第一参数，则确定所述马达的回零模式为生产模式；若所述模式参数为预设的第二参数，则确定所述马达的回零模式为运行模式。
3.如权利要求1所述的马达防零位反弹回零驱动方法，其特征在于：所述确定马达的回零模式之前，还包括：检测到点火信号产生或电池上电。
4.如权利要求1所述的马达防零位反弹回零驱动方法，其特征在于：在所述改进的八步回零波形中，回零波形起始时，/A与/B同时励磁。
5.如权利要求1所述的马达防零位反弹回零驱动方法，其特征在于：在所述改进的八步回零波形中，若指针初始位置处于CW档块处，且为负公差时，第一步不向CW挡块运行。
6.如权利要求1所述的马达防零位反弹回零驱动方法，其特征在于：在所述改进的八步回零波形中，回零波形终止于/B励磁。
7.如权利要求1所述的马达防零位反弹回零驱动方法，其特征在于：在所述改进的八步回零波形中，使得第五步至第七步无力矩输出。
8.如权利要求1所述的马达防零位反弹回零驱动方法，其特征在于：在所述改进的八步回零波形中，一个波形周期中，使得前两步以及最后一步的启动力矩相比其他几步较大。
9.如权利要求1或4至8任意之一所述的马达防零位反弹回零驱动方法，其特征在于：所述改进的八步回零波形的波形图如下：
10.如权利要求1所述的马达防零位反弹回零驱动方法，其特征在于：所述传统的八步回零波形的波形图如下：
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