CN110729942B - 扇门模块的伺服控制方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

扇门模块的伺服控制方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请实施例公开了一种扇门模块的伺服控制方法、装置、电子设备及存储介质。本申请实施例通过计算限制直驱伺服电机的直轴电压幅值和交轴电压幅值，实现对直驱伺服电机最大运行力矩的设置，实现闸机扇门模块闭环直驱伺服驱动控制过程中的位置环力矩控制或速度环力矩控制，使得闸机扇门模块在开关门运行时，提供一个较小的运行力矩，以避免力矩过大导致扇门强力冲击人体，对身体造成伤害的情况，并使得闸机扇门模块在停止位置锁定时，提供一个较大的运行力矩，以得到较好的扇门模块停止位置锁定效果，避免力矩偏小导致扇门很容易被人为推开，进而优化用户的使用体验。

Description

扇门模块的伺服控制方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本申请实施例涉及伺服控制技术领域，尤其涉及一种扇门模块的伺服控制方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
目前，在人们生活中很多场所都会设置闸机以实现智能通道管理。闸机内部设置伺服控制板及直驱伺服电机，利用伺服控制板驱动并控制直驱伺服电机形成闭环直驱伺服驱动控制系统，通过闭环直驱伺服驱动控制系统的位置环控制及速度环控制，以实现扇门模块停止位置锁定及开关门运行的同步控制。
但是，现有的闸机在闭环直驱伺服驱动控制系统运行过程中，其控制扇门模块进行开关门运行时，容易出现夹人等强力冲击人体的情况，进而导致人身伤害，且在停止位置锁定时，无法较好进行位置锁定，进一步影响用户使用体验。
发明内容
本申请实施例提供一种扇门模块的伺服控制方法、装置、电子设备及存储介质，能够实现闸机扇门模块在位置环或速度环模式直驱伺服驱动控制过程中的力矩控制。
在第一方面，本申请实施例提供了一种扇门模块的伺服控制方法，包括：
根据扇门模块的运行状态和行程位置进行位置环模式和速度环模式的切换，并基于位置环模式或速度环模式控制下的实际输入量和目标输入量计算直驱伺服电机的直轴电流目标基准值和交轴电流目标基准值；
实时提取对应的三相定子电流，基于所述三相定子电流、所述直轴电流目标基准值和所述交轴电流目标基准值计算直驱伺服电机的直轴电压目标基准值和交轴电压目标基准值；
根据所述直轴电压目标基准值和所述交轴电压目标基准值通过PID积分计算限制直驱伺服电机的直轴电压幅值和交轴电压幅值，并通过反PARK变换及SVPWM模块计算输出电压矢量，以对直驱伺服电机的三相定子电压进行矢量控制。
进一步的，所述实际输入量对应直驱伺服电机的位置环模式为实际位置输入量，所述实际输入量对应直驱伺服电机的速度环模式为实际速度输入量，所述实际位置输入量和所述实际速度输入量通过两个并联的定时器分别进行实时获取，所述定时器为编码器接口模式的定时器。
进一步的，所述基于位置环模式或速度环模式控制下的实际输入量和目标输入量计算直驱伺服电机的直轴电流目标基准值和交轴电流目标基准值，包括：
提取直驱伺服电机在位置环模式或速度环模式控制下的实际输入量和目标输入量；
对所述实际输入量和目标输入量进行差值比较，将差值比较结果送入转矩及磁链控制器计算直驱伺服电机的直轴电流目标基准值和交轴电流目标基准值。
进一步的，所述实时提取对应的三相定子电流，基于所述三相定子电流、所述直轴电流目标基准值和所述交轴电流目标基准值计算直驱伺服电机的直轴电压目标基准值和交轴电压目标基准值，包括：
对所述三相定子电流进行CLARKE变换及PARK变换；
以所述直轴电流目标基准值和所述交轴电流目标基准值为基准计算直驱伺服电机的直轴电压目标基准值和交轴电压目标基准值。
进一步的，所述对所述三相定子电流进行CLARKE变换及PARK变换，包括：
将所述三相定子电流的ia和ib作为输入量使用CLARKE变换进行坐标轴变换得到对应的iα和iβ；
以iα和iβ作为输入量使用PARK变换进行坐标轴转换得到对应的直轴电流分量和交轴电流分量。
进一步的，所述实时提取对应的三相定子电流，基于所述三相定子电流、所述直轴电流目标基准值和所述交轴电流目标基准值计算直驱伺服电机的直轴电压目标基准值和交轴电压目标基准值，包括：
对经过CLARKE变换及PARK变换后的所述三相定子电流的直轴电流分量，以所述直轴电流目标基准值为基准计算直驱伺服电机的直轴电压目标基准值；
对经过CLARKE变换及PARK变换后的所述三相定子电流的交轴电流分量，以所述交轴电流目标基准值为基准计算直驱伺服电机的交轴电压目标基准值。
进一步的，所述根据所述直轴电压目标基准值和所述交轴电压目标基准值通过PID积分计算限制直驱伺服电机的直轴电压幅值和交轴电压幅值，包括：
根据直驱伺服电机所处的位置环模式或速度环模式，选择对应模式下预设置的力矩电流数值，并根据所述直轴电压目标基准值和所述交轴电压目标基准值通过PID积分计算对应模式下限制直驱伺服电机的直轴电压幅值和交轴电压幅值。
在第二方面，本申请实施例提供了一种扇门模块的伺服控制装置，包括：
第一计算模块，用于根据扇门模块的运行状态和行程位置进行位置环模式和速度环模式的切换，并基于位置环模式或速度环模式控制下的实际输入量和目标输入量计算直驱伺服电机的直轴电流目标基准值和交轴电流目标基准值；
第二计算模块，用于实时提取对应的三相定子电流，基于所述三相定子电流、所述直轴电流目标基准值和所述交轴电流目标基准值计算直驱伺服电机的直轴电压目标基准值和交轴电压目标基准值；
输出模块，用于根据所述直轴电压目标基准值和所述交轴电压目标基准值通过PID积分计算限制直驱伺服电机的直轴电压幅值和交轴电压幅值，并通过反PARK变换及SVPWM模块计算输出电压矢量，以对直驱伺服电机的三相定子电压进行矢量控制。
在第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：
存储器以及一个或多个处理器；
所述存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如第一方面所述的扇门模块的伺服控制方法。
在第四方面，本申请实施例提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如第一方面所述的扇门模块的伺服控制方法。
本申请实施例通过扇门模块的运行状态和行程位置进行位置环模式和速度环模式的切换，并基于位置环模式或速度环模式控制下的实际输入量和目标输入量计算直驱伺服电机的直轴电流目标基准值和交轴电流目标基准值，基于三相定子电流、直轴电流目标基准值和交轴电流目标基准值计算直驱伺服电机的直轴电压目标基准值和交轴电压目标基准值，并根据直轴电压目标基准值和交轴电压目标基准值通过PID积分计算限制直驱伺服电机的直轴电压幅值和交轴电压幅值，以直轴电压幅值和交轴电压幅值进一步计算输出电压矢量，以实现对直驱伺服电机的三相定子电压进行矢量控制。采用上述技术手段，通过计算限制直驱伺服电机的直轴电压幅值和交轴电压幅值，实现对直驱伺服电机最大运行力矩的设置，实现闸机扇门模块闭环直驱伺服驱动控制过程中的位置环力矩控制或速度环力矩控制，使得闸机扇门模块在开关门运行时，提供一个较小的运行力矩，以避免力矩过大导致扇门强力冲击人体，对身体造成伤害的情况，并使得闸机扇门模块在停止位置锁定时，提供一个较大的运行力矩，以得到较好的扇门模块停止位置锁定效果，避免力矩偏小导致扇门很容易被人为推开，进而优化用户的使用体验。
附图说明
图1是本申请实施例一提供的一种扇门模块的伺服控制方法的流程图；
图2是本申请实施例一中的位置环力矩控制流程图；
图3是本申请实施例一中的电流目标基准值计算具体流程图；
图4是本申请实施例一中的电流分量转换具体流程图；
图5是本申请实施例一中的速度环力矩控制流程图；
图6是本申请实施例二提供的一种扇门模块的伺服控制装置的结构示意图；
图7是本申请实施例三提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本申请具体实施例作进一步的详细描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
本申请提供的扇门模块的伺服控制方法，旨在通过计算得到限制直驱伺服电机的直轴电压幅值和交轴电压幅值，以设置一个对应的直驱伺服电机最大运行力矩值，并实现闸机扇门模块闭环直驱伺服驱动控制过程中的力矩环控制，以此在进行扇门模块开关门运行时，提供一个较小的力矩，以避免力矩过大导致扇门强力冲击人体的情况。同时在扇门模块位置锁定时，提供一个足够的力矩将扇门模块打开。相较于现有的闸机的伺服控制系统，由于其在实现位置环控制或速度环控制时，没有考虑扇门模块的运行力矩，则会导致闸机在进行伺服控制时，由于扇门模块的力矩过大而产生强大的冲击力。倘若此时用户正在过闸，则这一强大的冲击力容易对用户身体产生冲击，进而对用户产生人身伤害。另外，在进行扇门模块停止位置锁定的时候，由于没有进行位置环力矩控制，无法提供足够大的运行力矩，难以实现扇门模块的位置精准锁定，无法达到设定的强开门力度才能把扇门模块强力打开的效果。基于此，提供本申请实施例的扇门模块的伺服控制方法，通过将力矩环控制结合位置环控制或速度环控制，以解决对应伺服控制模式中，位置环模式和速度环模式下运行力矩控制的技术问题。
实施例一：
图1给出了本申请实施例一提供的一种扇门模块的伺服控制方法的流程图，本实施例中提供的扇门模块的伺服控制方法可以由扇门模块的伺服控制设备执行，该扇门模块的伺服控制设备可以通过软件和/或硬件的方式实现，该扇门模块的伺服控制设备可以是两个或多个物理实体构成，也可以是一个物理实体构成。一般而言，该扇门模块的伺服控制设备可以是直驱伺服电机的主控设备。
下述以扇门模块的伺服控制设备为执行扇门模块的伺服控制方法的设备为例，进行描述。参照图1，该扇门模块的伺服控制方法具体包括：
S110、根据扇门模块的运行状态和行程位置进行位置环模式和速度环模式的切换，并基于位置环模式或速度环模式控制下的实际输入量和目标输入量计算直驱伺服电机的直轴电流目标基准值和交轴电流目标基准值。
在进行扇门模块的伺服控制时，根据扇门模块的运行状态和行程位置，当扇门模块进行开关门运行控制时，则需要进行速度环力矩控制，此时扇门模块切换至速度环模式，在速度环模式下进行直驱伺服电机的力矩控制，以控制输出一个较小的运行力矩，避免夹伤过闸人员。而当扇门模块进行停止位置锁定时，则需要进行位置环力矩控制，此时扇门模块切换至位置环模式，在位置环模式下进行直驱伺服电机的力矩控制，以控制输出一个相对较大的运行力矩，使扇门模块精准锁定，避免力矩偏小导致扇门很容易被人为推开。进一步的，扇门模块运行在上述不同闭环控制模式(位置环或速度环)下时，需要进行实际输入量的捕捉，以及目标输入量的提取。在本申请实施例中，实际输入量对应直驱伺服电机的不同闭环控制模式，进行不同的信息的捕捉。其中，在位置环模式或速度环模式下，分别以实际位置输入量或实际速度输入量作为实际输入量。
具体的，本申请实施例以STMPMSM2.0FOC电机库作为MCU，在进行实际输入量捕捉时，通过STMPMSM2.0FOC电机库中已配置的一个编码器接口模式的定时器来捕捉实际速度输入量，该定时器通过编码器信号作为输入进行实际速度输入量捕捉。此外，由于该定时器每一圈会回零复位校准，即编码器每转动一圈的脉冲数值，都会回零复位校准。因此该定时器不能用于实际位置输入量的捕捉。基于此，将用于实际速度输入量捕捉的定时器的输入IO通过一个0欧电阻同步并联到另外一个新的定时器上，以这一新的定时器来捕捉实际位置输入量。该实际位置输入量捕捉的定时器不需要每一圈回零复位校准，其与实际速度输入量捕捉的定时器功能分开，免得影响STMPMSM2.0FOC电机库实际速度输入量捕捉的相关函数或功能。可以理解的是，本申请实施例的实际位置输入量，即为当前电机转子的实际位置，而对应的目标输入量，即为电机位置脉冲指令下对应的目标位置。同理，实际速度输入量即为电机的实际转速，而对应的目标输入量，即为电机速度指令下对应的目标速度。
示例性的，参照图2，以位置环力矩控制进行描述，通过相应的定时器捕捉直驱伺服电机的实际位置输入量(即绝对位置)，并输入目标位置输入量，进行差值比较及运算，得到对应的电流目标基准值。参照图3，电流目标基准值计算的具体流程包括：
S1101、提取直驱伺服电机在位置环模式或速度环模式控制下的实际输入量和目标输入量；
S1102、对所述实际输入量和目标输入量进行差值比较，将差值比较结果送入转矩及磁链控制器计算直驱伺服电机的直轴电流目标基准值和交轴电流目标基准值。
在进行实际输入量捕捉时，通过将上述两个不同功能的定时器配置为TIM编码模式，进行实际输入量的捕捉更新。STMPMSM2.0FOC电机库通过定义Cacu_MotorPostion()函数实现实际位置输入量捕捉更新的功能，以作为位置环力矩算法的输入量；通过定义ENC_Calc_Average_Speed()函数实现实际速度输入量捕捉更新的功能，以作为速度环力矩算法的输入量。通过定义一个SamplefocTask线程任务，按1ms任务时间片不断执行电机实际速度采样、转子位置采样。需要说明的是，在速度环力矩控制时，每一个时间分片提取的电机实际转速，不直接作为实际速度输入量，而是将若干个实际转速求取平均速度值，以平均速度作为实际速度输入量，以此来避免由于转速波动对实际速度输入量的影响，导致影响速度环控制。
对应提取到的实际输入量和目标输入量，通过差值比较并送入转矩及磁链控制器进行运算，通过STMPMSM2.0FOC电机库的FOC_CalcFluxTorqueRef()函数计算得到位置环或速度环下对应的直驱伺服电机的直轴电流目标基准值和交轴电流目标基准值。该电流目标基准值即可作为参考值，用于后续的电压矢量的计算。参照图2，通过转矩及磁链控制器运算，最终输出直轴电流目标基准值Ids*和交轴电流目标基准值Iqs*。
S120、实时提取对应的三相定子电流，基于所述三相定子电流、所述直轴电流目标基准值和所述交轴电流目标基准值计算直驱伺服电机的直轴电压目标基准值和交轴电压目标基准值。
在另一方面，通过提取对应时刻直驱伺服电机的三相定子电流，进行一系列的坐标轴转换得到对应的电流分量。参照图4，电流分量转换具体流程包括：
S1201、将所述三相定子电流的ia和ib作为输入量使用CLARKE变换进行坐标轴变换得到对应的iα和iβ；
S1202、以iα和iβ作为输入量使用PARK变换进行坐标轴转换得到对应的直轴电流分量和交轴电流分量。
示例性的，以位置环力矩控制为例，图2中，通过对直驱伺服电机的三相逆变器的输出电流进行读取，获取三相电流Ia，Ib，Ic。基于读取到的三相电流Ia，Ib，使用CLARKE变换(克拉克变换)应用于三相电流Ia，Ib中进行坐标轴α、β的变换，得到对应的Iα和Iβ。CLARKE变换是将基于3轴、2维的定子静止坐标系的各物理量变换到2轴的定子静止坐标系中，这一过程称为CLARKE变换。进一步的，经CLARKE变换后，使用PARK变换(派克变换)应用于三相定子电流对Iα和Iβ进行坐标轴d、p变换，得到对应的直轴电流分量Ids和交轴电流分量Iqs。PARK变换是对已获得基于α、β2轴正交坐标系的定子电流矢量，将其变换至随转子磁通同步旋转的2轴系统中，这一变换称为PARK变换。
之后，基于CLARKE变换及PARK变换得到的直轴电流分量Ids和交轴电流分量Iqs，以及上述步骤S110得到的直轴电流目标基准值Ids*和交轴电流目标基准值Iqs*，通过STMPMSM2.0FOC电机库的FOC_FluxRegulatorInterface_Init()函数调用FOC_FluxRegulator_Init(PID_Struct_t*，s16)函数计算直驱伺服电机的直轴电压目标基准值和交轴电压目标基准值。其中，对经过CLARKE变换及PARK变换后的三相定子电流的直轴电流分量Ids，以直轴电流目标基准值Ids*为基准计算直驱伺服电机的直轴电压目标基准值Vd*；对经过CLARKE变换及PARK变换后的所述三相定子电流的交轴电流分量Iqs，以交轴电流目标基准值Iqs*为基准计算直驱伺服电机的交轴电压目标基准值Vq*。
S130、根据所述直轴电压目标基准值和所述交轴电压目标基准值通过PID积分计算限制直驱伺服电机的直轴电压幅值和交轴电压幅值，并通过反PARK变换及SVPWM模块计算输出电压矢量，以对直驱伺服电机的三相定子电压进行矢量控制。
基于上述步骤S120计算得到的直轴电流分量Ids和交轴电流分量Iqs，为了实现位置环控制，则通过参考直轴电流目标基准值Ids*和交轴电流目标基准值Iqs*进行电压矢量计算并由SVPWM模块实现最终对三相定子电压的矢量控制即可。而由于本申请实施例在实现位置环控制的同时，要实现不同模式下的力矩位置的闭环控制，则需要进一步进行最大运转力矩的设置。
其中，使用STMPMSM2.0FOC电机库FOC_FluxRegulator_Init(PID_Struct_t*，s16)函数实现直驱伺服电机最大运转力矩的设置。根据预先设置的力矩电流数值更新不同模式下的PID电压变量的参数和积分部的上下限限幅，通过设置PID积分部的上下限限幅已达到设置最大运转力矩的目的。则对应上述计算得到的交轴电压目标基准值Vq*和直轴电压目标基准值Vd*，基于预先设置的力矩电流数值进行PID积分计算，得到限制直驱伺服电机的直轴电压幅值和交轴电压幅值。可以理解的是，作用于直驱伺服电机的电压与力矩成正比，则通过设置电压的上下限幅值，即可实现对直驱伺服电机最大运转力矩的设置。
具体的，STMPMSM2.0FOC电机库的FOC_FluxRegulatorInterface_Init()函数根据当前的控制模式(位置环力矩控制模式或速度环力矩控制模式)进行力矩电流数值设置，通过调用FOC_FluxRegulatorInterface_Init()函数，以不同模式下的PID电压变量参数和积分部的上下限限幅作为FOC_CalcFluxTorqueRef()函数的输入，进行交轴电压目标基准值Vq*和直轴电压目标基准值Vd*的限制计算，得到经限制的交轴电压Vq和直轴电压Vd。最终，经限制计算处理得到交轴电压Vq和直轴电压Vd，再使用反Park变换应用于定子电压进行坐标轴α、β变换，然后进行SVPM模块计算并输出电压矢量至直驱伺服电机的三相逆变器进行三相定子电压的矢量控制，以此完成位置环力矩控制。SVPWM主要是以三相对称正弦波电压供电时三相对称电动机定子理想磁链圆为参考标准，以三相逆变器不同开关模式作适当的切换，从而形成PWM波，以输出进行三相定子电压的矢量控制。最终，通过最大运行力矩设置实现位置环的力矩控制或速度环的力矩控制，使得扇门模块的位置在设定的最大力矩下锁定以保持当前的扇门位置，当人为施加超过设定的最大力矩的作用力时可推开扇门，从而实现扇门模块的强开门功能，并使得扇门模块在开关门动作过程中，通过最大力矩设定保障用户使用安全，避免夹伤。
此外，参照图5，提供速度环力矩控制的具体流程，在速度环力矩控制过程中，实际输入量为实际速度输入量，并以电机实际转速的平均速度作为实际速度输入量。并在最大运行力矩计算设置时，根据当前的速度环力矩控制模式，使用对应预先设置的力矩电流数值更新PID电压变量的参数和积分部的上下限限幅，得到限制直驱伺服电机的直轴电压幅值和交轴电压幅值。速度环力矩控制的具体流程参照上述位置环力矩控制的具体流程，这里不多赘述。
实际应用中，速度环力矩控制为扇门模块做开关门运动时候运行的模式，而位置环力矩控制是扇门模块开关门行程位置到目标位置后用于停止锁定记忆此时的位置保持不动的模式。当扇门模块开始做开关运动时候，会从位置环力矩控制模式切换到速度环力矩控制模式，速度环模式下通过力矩控制使扇门模块遇阻时对人体和物体冲击小，避免伤害。当扇门模块开关门行程位置到目标位置后，会从速度环力矩控制模式切换到位置环力矩控制模式，此时通过最大力矩设置使扇门模块位置锁定，需要达到设定的强开门力度才能把扇门模块强力打开或关闭。
上述，通过扇门模块的运行状态和行程位置进行位置环模式和速度环模式的切换，并基于位置环模式或速度环模式控制下的实际输入量和目标输入量计算直驱伺服电机的直轴电流目标基准值和交轴电流目标基准值，基于三相定子电流、直轴电流目标基准值和交轴电流目标基准值计算直驱伺服电机的直轴电压目标基准值和交轴电压目标基准值，并根据直轴电压目标基准值和交轴电压目标基准值通过PID积分计算限制直驱伺服电机的直轴电压幅值和交轴电压幅值，以直轴电压幅值和交轴电压幅值进一步计算输出电压矢量，以实现对直驱伺服电机的三相定子电压进行矢量控制。采用上述技术手段，通过计算限制直驱伺服电机的直轴电压幅值和交轴电压幅值，实现对直驱伺服电机最大运行力矩的设置，实现闸机扇门模块闭环直驱伺服驱动控制过程中的位置环力矩控制或速度环力矩控制，使得闸机扇门模块在开关门运行时，提供一个较小的运行力矩，以避免力矩过大导致扇门强力冲击人体，对身体造成伤害的情况，并使得闸机扇门模块在停止位置锁定时，提供一个较大的运行力矩，以得到较好的扇门模块停止位置锁定效果，避免力矩偏小导致扇门很容易被人为推开，进而优化用户的使用体验。
实施例二：
在上述实施例的基础上，图6为本申请实施例二提供的一种扇门模块的伺服控制装置的结构示意图。参考图6，本实施例提供的扇门模块的伺服控制装置具体包括：第一计算模块21、第二计算模块22及输出模块23。
其中，第一计算模块21用于根据扇门模块的运行状态和行程位置进行位置环模式和速度环模式的切换，并基于位置环模式或速度环模式控制下的实际输入量和目标输入量计算直驱伺服电机的直轴电流目标基准值和交轴电流目标基准值；
第二计算模块22用于实时提取对应的三相定子电流，基于所述三相定子电流、所述直轴电流目标基准值和所述交轴电流目标基准值计算直驱伺服电机的直轴电压目标基准值和交轴电压目标基准值；
输出模块23用于根据所述直轴电压目标基准值和所述交轴电压目标基准值通过PID积分计算限制直驱伺服电机的直轴电压幅值和交轴电压幅值，并通过反PARK变换及SVPWM模块计算输出电压矢量，以对直驱伺服电机的三相定子电压进行矢量控制。
上述，通过扇门模块的运行状态和行程位置进行位置环模式和速度环模式的切换，并基于位置环模式或速度环模式控制下的实际输入量和目标输入量计算直驱伺服电机的直轴电流目标基准值和交轴电流目标基准值，基于三相定子电流、直轴电流目标基准值和交轴电流目标基准值计算直驱伺服电机的直轴电压目标基准值和交轴电压目标基准值，并根据直轴电压目标基准值和交轴电压目标基准值通过PID积分计算限制直驱伺服电机的直轴电压幅值和交轴电压幅值，以直轴电压幅值和交轴电压幅值进一步计算输出电压矢量，以实现对直驱伺服电机的三相定子电压进行矢量控制。采用上述技术手段，通过计算限制直驱伺服电机的直轴电压幅值和交轴电压幅值，实现对直驱伺服电机最大运行力矩的设置，实现闸机扇门模块闭环直驱伺服驱动控制过程中的位置环力矩控制或速度环力矩控制，使得闸机扇门模块在开关门运行时，提供一个较小的运行力矩，以避免力矩过大导致扇门强力冲击人体，对身体造成伤害的情况，并使得闸机扇门模块在停止位置锁定时，提供一个较大的运行力矩，以得到较好的扇门模块停止位置锁定效果，避免力矩偏小导致扇门很容易被人为推开，进而优化用户的使用体验。
具体的，所述第一计算模块21包括：
提取单元，用于提取直驱伺服电机在位置环模式或速度环模式控制下的实际输入量和目标输入量；
比较单元，用于对所述实际输入量和目标输入量进行差值比较，将差值比较结果送入转矩及磁链控制器计算直驱伺服电机的直轴电流目标基准值和交轴电流目标基准值。
具体的，所述第二计算模块22包括：
第一变换单元，用于将所述三相定子电流的ia和ib作为输入量使用CLARKE变换进行坐标轴变换得到对应的iα和iβ；
第二变换单元，用于以iα和iβ作为输入量进行坐标轴转换得到对应的直轴电流分量和交轴电流分量。
具体的，所述输出模块23具体根据直驱伺服电机所处的位置环模式或速度环模式，选择对应模式下预设置的力矩电流数值，并根据所述直轴电压目标基准值和所述交轴电压目标基准值通过PID积分计算对应模式下限制直驱伺服电机的直轴电压幅值和交轴电压幅值。
本申请实施例二提供的扇门模块的伺服控制装置可以用于执行上述实施例一提供的扇门模块的伺服控制方法，具备相应的功能和有益效果。
实施例三：
本申请实施例三提供了一种电子设备，参照图7，该电子设备包括：处理器31、存储器32、通信模块33、输入装置34及输出装置35。该电子设备中处理器的数量可以是一个或者多个，该电子设备中的存储器的数量可以是一个或者多个。该电子设备的处理器31、存储器32、通信模块33、输入装置34及输出装置35可以通过总线或者其他方式连接。
存储器32作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本申请任意实施例所述的扇门模块的伺服控制方法对应的程序指令/模块(例如，扇门模块的伺服控制装置中的第一计算模块、第二计算模块及输出模块)。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据设备的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器可进一步包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
通信模块33用于进行数据传输。
处理器31通过运行存储在存储器中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的扇门模块的伺服控制方法。
输入装置34可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置35可包括显示屏等显示设备。
上述提供的电子设备可用于执行上述实施例一提供的扇门模块的伺服控制方法，具备相应的功能和有益效果。
实施例四：
本申请实施例还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种扇门模块的伺服控制方法，该扇门模块的伺服控制方法包括：根据扇门模块的运行状态和行程位置进行位置环模式和速度环模式的切换，并基于位置环模式或速度环模式控制下的实际输入量和目标输入量计算直驱伺服电机的直轴电流目标基准值和交轴电流目标基准值；实时提取对应的三相定子电流，基于所述三相定子电流、所述直轴电流目标基准值和所述交轴电流目标基准值计算直驱伺服电机的直轴电压目标基准值和交轴电压目标基准值；根据所述直轴电压目标基准值和所述交轴电压目标基准值通过PID积分计算限制直驱伺服电机的直轴电压幅值和交轴电压幅值，并通过反PARK变换及SVPWM模块计算输出电压矢量，以对直驱伺服电机的三相定子电压进行矢量控制。
存储介质——任何的各种类型的存储器设备或存储设备。术语“存储介质”旨在包括：安装介质，例如CD-ROM、软盘或磁带装置；计算机系统存储器或随机存取存储器，诸如DRAM、DDRRAM、SRAM、EDORAM，兰巴斯(Rambus)RAM等；非易失性存储器，诸如闪存、磁介质(例如硬盘或光存储)；寄存器或其它相似类型的存储器元件等。存储介质可以还包括其它类型的存储器或其组合。另外，存储介质可以位于程序在其中被执行的第一计算机系统中，或者可以位于不同的第二计算机系统中，第二计算机系统通过网络(诸如因特网)连接到第一计算机系统。第二计算机系统可以提供程序指令给第一计算机用于执行。术语“存储介质”可以包括驻留在不同位置中(例如在通过网络连接的不同计算机系统中)的两个或更多存储介质。存储介质可以存储可由一个或多个处理器执行的程序指令(例如具体实现为计算机程序)。
当然，本申请实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的扇门模块的伺服控制方法，还可以执行本申请任意实施例所提供的扇门模块的伺服控制方法中的相关操作。
上述实施例中提供的扇门模块的伺服控制装置、存储介质及电子设备可执行本申请任意实施例所提供的扇门模块的伺服控制方法，未在上述实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请任意实施例所提供的扇门模块的伺服控制方法。
上述仅为本申请的较佳实施例及所运用的技术原理。本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行的各种明显变化、重新调整及替代均不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由权利要求的范围决定。

Claims (10)

1.一种扇门模块的伺服控制方法，其特征在于，包括：
根据扇门模块的运行状态和行程位置进行位置环模式和速度环模式的切换，并基于位置环模式或速度环模式控制下的实际输入量和目标输入量计算直驱伺服电机的直轴电流目标基准值和交轴电流目标基准值；
实时提取对应的三相定子电流，基于所述三相定子电流、所述直轴电流目标基准值和所述交轴电流目标基准值计算直驱伺服电机的直轴电压目标基准值和交轴电压目标基准值；
根据所述直轴电压目标基准值和所述交轴电压目标基准值通过PID积分计算限制直驱伺服电机的直轴电压幅值和交轴电压幅值，并通过反PARK变换及SVPWM模块计算输出电压矢量，以对直驱伺服电机的三相定子电压进行矢量控制。
2.根据权利要求1所述的扇门模块的伺服控制方法，其特征在于，所述实际输入量对应直驱伺服电机的位置环模式为实际位置输入量，所述实际输入量对应直驱伺服电机的速度环模式为实际速度输入量，所述实际位置输入量和所述实际速度输入量通过两个并联的定时器分别进行实时获取，所述定时器为编码器接口模式的定时器。
3.根据权利要求1所述的扇门模块的伺服控制方法，其特征在于，所述基于位置环模式或速度环模式控制下的实际输入量和目标输入量计算直驱伺服电机的直轴电流目标基准值和交轴电流目标基准值，包括：
提取直驱伺服电机在位置环模式或速度环模式控制下的实际输入量和目标输入量；
对所述实际输入量和目标输入量进行差值比较，将差值比较结果送入转矩及磁链控制器计算直驱伺服电机的直轴电流目标基准值和交轴电流目标基准值。
4.根据权利要求1所述的扇门模块的伺服控制方法，其特征在于，所述实时提取对应的三相定子电流，基于所述三相定子电流、所述直轴电流目标基准值和所述交轴电流目标基准值计算直驱伺服电机的直轴电压目标基准值和交轴电压目标基准值，包括：
对所述三相定子电流进行CLARKE变换及PARK变换；
以所述直轴电流目标基准值和所述交轴电流目标基准值为基准计算直驱伺服电机的直轴电压目标基准值和交轴电压目标基准值。
5.根据权利要求4所述的扇门模块的伺服控制方法，其特征在于，所述对所述三相定子电流进行CLARKE变换及PARK变换，包括：
将所述三相定子电流的ia和ib作为输入量使用CLARKE变换进行坐标轴变换得到对应的iα和iβ；
以iα和iβ作为输入量使用PARK变换进行坐标轴转换得到对应的直轴电流分量和交轴电流分量。
6.根据权利要求5所述的扇门模块的伺服控制方法，其特征在于，所述实时提取对应的三相定子电流，基于所述三相定子电流、所述直轴电流目标基准值和所述交轴电流目标基准值计算直驱伺服电机的直轴电压目标基准值和交轴电压目标基准值，包括：
对经过CLARKE变换及PARK变换后的所述三相定子电流的直轴电流分量，以所述直轴电流目标基准值为基准计算直驱伺服电机的直轴电压目标基准值；
对经过CLARKE变换及PARK变换后的所述三相定子电流的交轴电流分量，以所述交轴电流目标基准值为基准计算直驱伺服电机的交轴电压目标基准值。
7.根据权利要求1所述的扇门模块的伺服控制方法，其特征在于，所述根据所述直轴电压目标基准值和所述交轴电压目标基准值通过PID积分计算限制直驱伺服电机的直轴电压幅值和交轴电压幅值，包括：
根据直驱伺服电机所处的位置环模式或速度环模式，选择对应模式下预设置的力矩电流数值，并根据所述直轴电压目标基准值和所述交轴电压目标基准值通过PID积分计算对应模式下限制直驱伺服电机的直轴电压幅值和交轴电压幅值。
8.一种扇门模块的伺服控制装置，其特征在于，包括：
第一计算模块，用于根据扇门模块的运行状态和行程位置进行位置环模式和速度环模式的切换，并基于位置环模式或速度环模式控制下的实际输入量和目标输入量计算直驱伺服电机的直轴电流目标基准值和交轴电流目标基准值；
第二计算模块，用于实时提取对应的三相定子电流，基于所述三相定子电流、所述直轴电流目标基准值和所述交轴电流目标基准值计算直驱伺服电机的直轴电压目标基准值和交轴电压目标基准值；
输出模块，用于根据所述直轴电压目标基准值和所述交轴电压目标基准值通过PID积分计算限制直驱伺服电机的直轴电压幅值和交轴电压幅值，并通过反PARK变换及SVPWM模块计算输出电压矢量，以对直驱伺服电机的三相定子电压进行矢量控制。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器以及一个或多个处理器；
所述存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7任一所述的扇门模块的伺服控制方法。
10.一种包含计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1-7任一所述的扇门模块的伺服控制方法。
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