CN111030526A - 电机驱动方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电机驱动方法及系统，包括：获取电机的运动参数及电机的驱动信号，运动参数包括运动速度、运动步数及运动方向；基于电机的运动速度确定正弦表驱动单元的目标细分档位，或基于驱动信号和电机的运动速度确定正弦表驱动单元的目标细分档位；基于目标细分档位和运动步数确定正弦表驱动单元中表项的移动步数，并基于运动方向和运动速度确定正弦表驱动单元中表项的移动方向和移动速度；基于正弦表驱动单元中表项的移动步数得到电机的转动角度并基于正弦表驱动单元中表项的移动方向确定电机的目标转动方向，以控制电机以转动角度向目标转动方向进行转动。本发明解决了电机在高速或低温环境中由于出现力矩不足而导致电机失步的问题。

Description

电机驱动方法及系统

技术领域

本发明涉及电机驱动领域，尤其涉及一种电机驱动方法及系统。

背景技术

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制电机，在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的，可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，以达到调速的目的。

为改善步进电机的综合使用性能，步进电机多采用细分驱动控制技术。它是通过控制各相绕组中的电流，使它们按一定的规律上升或下降，即在零电流到最大电流之间形成多个稳定的中间电流状态，相应的合成磁场矢量的方向也将存在多个稳定的中间状态，且按细分步距旋转。其中，合成磁场矢量的幅值决定了步进电机旋转力矩的大小，合成磁场矢量的方向决定了细分后步距角的大小。

公告号CN107769643A的中国发明专利公开了一种步进电机控制方法，在该现有技术中通过总微细分脉冲数和实时运行速度通过直线插补原理计算出每个脉冲宽度调制周期的内部微脉冲数控制生成对应的脉冲宽度调制信号以控制电机运行，但是该现有技术明显存在电机失步的问题。

有鉴于此，有必要对现有技术中的电机驱动方案予以改进，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电机驱动方法及系统，以解决电机在高速或低温环境中由于出现力矩不足而导致电机失步的问题，并且解决在电机处于低速运动时产生抖动的问题。

为实现上述目的，本发明是这样实现的：

第一方面，提供了一种电机驱动方法，包括：

获取电机的运动参数以及电机的驱动信号，所述运动参数包括运动速度、运动步数以及运动方向；

基于所述电机的运动速度确定正弦表驱动单元的目标细分档位，或基于所述驱动信号和所述电机的运动速度确定正弦表驱动单元的目标细分档位；

基于所述目标细分档位和所述运动步数确定所述正弦表驱动单元中表项的移动步数，并基于所述运动方向和所述运动速度确定所述正弦表驱动单元中表项的移动方向和移动速度；

基于所述正弦表驱动单元中表项的移动步数得到电机的转动角度，并基于所述正弦表驱动单元中表项的移动方向确定电机的目标转动方向，以控制电机以所述转动角度向所述目标转动方向进行转动。

第二方面，提供了一种电机驱动系统，包括：

运动控制器，用于获取电机的运动参数，以基于所述运动参数中的运动速度确定正弦表驱动单元的目标细分档位，所述运动参数包括运动速度、运动步数以及运动方向；

A/D转换器，用于获取电机的驱动信号，以基于所述驱动信号和所述电机的运动速度确定正弦表驱动单元的目标细分档位；

正弦表驱动单元，用于基于所述目标细分档位和所述运动步数确定所述正弦表驱动单元中表项的移动步数并基于所述运动方向和所述运动速度确定所述正弦表驱动单元中表项的移动方向和移动速度，以基于所述正弦表驱动单元中表项的移动步数得到电机的转动角度并基于所述正弦表驱动单元中表项的移动方向确定电机的目标转动方向，控制电机以所述转动角度向所述目标转动方向进行转动。

第三方面，提供了一种电机驱动装置，包括：

获取单元，用于获取电机的运动参数以及电机的驱动信号，所述运动参数包括运动速度、运动步数以及运动方向；

档位确定单元，用于基于所述电机的运动速度确定正弦表驱动单元的目标细分档位，或基于所述驱动信号和所述电机的运动速度确定正弦表驱动单元的目标细分档位；

表项移动单元，用于基于所述目标细分档位和所述运动步数确定所述正弦表驱动单元中表项的移动步数，并基于所述运动方向和所述运动速度确定所述正弦表驱动单元中表项的移动方向和移动速度；

控制单元，用于基于所述正弦表驱动单元中表项的移动步数得到电机的转动角度并基于所述正弦表驱动单元中表项的移动方向确定电机的目标转动方向，以控制电机以所述转动角度向所述目标转动方向进行转动。

第四方面，本发明还提供一种终端设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。

第五方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。

本发明实施例的有益效果为：

本发明实施例的电机驱动方法根据所获取的电机运动速度(或根据所获取的驱动信号和电机运动速度)确定正弦表驱动单元的目标细分档位，然后根据电机的运动步数和目标细分档位确定正弦表驱动单元中表项的移动步数，并根据电机的运动方向和运动速度确定正弦表驱动单元中表项的移动方向和移动速度，以根据正弦表驱动单元中表项的移动步数得到电机的转动角度，并根据正弦表驱动单元中表项的移动方向确定电机的目标转动方向，从而控制电机以转动角度向目标转动方向转动。如此，本发明实施例的正弦表驱动单元的目标细分档位是通过所获取的电机运动速度(或根据所获取的驱动信号和电机运动速度)进行确定，因此能够在电机处于高速运动时增加力矩，以避免电机失步，解决了电机在高速或低温环境中由于出现力矩不足而导致电机失步的问题，并且在电机处于低速运动时降低力矩，以保证电机运动处于平滑状态，避免电机在运动过程中产生抖动。

附图说明

图1为本发明一个实施例的电机驱动方法的示意性流程图；

图2为本发明另一个实施例的电机驱动方法的示意性流程图；

图3为根据本发明一个实施例的增加细分前的示意性电流波形图；

图4为图3中A处的示意性放大图；

图5为本发明另一个实施例的增加细分后的示意性电流波形图；

图6为图5中A’处的示意性放大图；

图7为本发明一个实施例的24细分的示意性原理图；

图8为本发明一个实施例的脉宽调制信号占空比的示意性波形图；

图9为本发明一个实施例的电机驱动系统的示意性结构原理图；

图10为本发明一个实施例的脉宽调制输出单元输出的经由RC滤波的示意性波形图；

图11为本发明一个实施例的电机驱动系统与电机的示意性连接结构图；

图12为本发明另一个实施例的电机驱动系统与电机的示意性连接结构图；

图13为本发明一个实施例的电机驱动装置的示意性结构框图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。

图1为本发明一个实施例的电机驱动方法的示意性流程图，以解决电机在高速或低温环境中出现力矩不足而导致电机失步的问题，并且在电机处于低速运动时降低力矩，以保证电机运动处于平滑状态，避免电机在运动过程中产生抖动。本发明实施例的电机驱动方法可应用于电机驱动设备或电机驱动装置或电机驱动系统或镜头驱动系统，该方法包括：

步骤102.获取电机的运动参数以及电机的驱动信号。

其中，电机的运动参数可通过用于采集图像信息的主控单元根据AF(Auto Focus)算法对采集的图像帧进行自动对焦处理后得到的电机准备运动的参数，也称之为下一次运动参数。电机的运动参数主要包括电机的运动速度、电机的运动步数(可以以脉冲的个数表示)以及电机的运动方向(即电机的转动方向)。

电机的驱动信号则是通过对电机的实际电流或电压驱动信号，电流驱动信号和电压驱动信号可以通过一定的转换关系相互得到(本发明实施例中的驱动信号主要指电流驱动信号)进行采集的信号，通过对电机的驱动信号进行分析，以在后续步骤中根据分析的结果实现自适应细分调整的功能。

步骤104.基于电机的运动速度确定正弦表驱动单元的目标细分档位，或基于驱动信号和电机的运动速度确定正弦表驱动单元的目标细分档位。

具体而言，基于电机的运动速度确定正弦表驱动单元的目标细分档位，包括：

在电机的运动速度V₀高于预设速度值V_max时，将预设细分档位确定为正弦表驱动单元中表项的目标细分档位。其中，预设细分档位可以为64细分档位，通过采用统一的64细分，并按照公式((V₀—V_max)/V_max)×100％+100得出的值自动改变PWM最高占空比。如此，当电机处于超高速运动时，等效细分低于64，以增加力矩，以防电机在高速或低温环境中由于力矩不足而导致电机失步的问题发生。特别地，在电机处于气温比较低的环境中，将预设细分档位设置为目标细分档位，能够有效地增加力矩，以避免电机失步。

需要说明的是，预设细分档位可以为64细分，也可以为32细分、128细分等，只要在电机处于超高速运动或者在低温环境中运动时，能够提高电机的力矩，以防电机由于力矩不足而导致失步的问题发生即可，不限于本发明实施例所限定的保护范围。一般预设细分档位为最小细分档位。

如图2所示，基于驱动信号和电机的运动速度确定正弦表驱动单元的目标细分档位，包括：

步骤202.对驱动信号进行频谱分析得到频谱分析值。

步骤204.在电机的运动速度V₀低于预设速度值V_max时，基于频谱分析值确定当前运动频率幅值|z₁|和倍频分量的幅值|z₂|、|z₂|......|z_n-1|。

步骤206.基于当前运动频率幅值和倍频分量的幅值确定当前运动频率幅值与倍频分量的幅值之和|z_sum|的比值a，以基于比值a确定正弦表驱动单元的目标细分档位。其中，

具体而言，基于比值确定正弦表驱动单元中表项的目标细分档位的操作具体为：

若比值高于预设最高值，则将当前细分档位增加一个细分档位作为目标细分档位。若比值低于预设最低值，则将当前细分档位减小一个细分档位作为目标细分档位。

应理解，在采集到电机的实际驱动信号后，一般采集的驱动信号为模拟信号，需要对其进行模/数转换，转换后的信号再进行频谱分析，当检测到电机的运动速度低于预设速度值时，根据频谱分析值得到的当前运动频率幅值|z₁|和倍频分量的幅值|z₂|、|z₂|......|z_n-1|所确定的比值a确定正弦表驱动单元的目标细分档位，以根据比值a确定是在当前细分档位的基础上增加一个档位或是减小一个档位。

比如，若系统包括5个档位如细分档位0(对应32细分)、细分档位1(对应64细分)、细分档位2(对应128细分)、细分档位3(对应256细分)、细分档位4(对应512细分)，且当前细分档位为细分档位1，则在判定比值a高于预设最高值时，在当前细分档位的基础上增加一个细分档位作为目标细分档位，即目标细分档位为细分档位2，以基于细分档位2控制电机转动；在判定比值a低于预设最低值时，在当前细分档位的基础上减少一个细分档位作为目标细分档位，即目标细分档位为细分档位0，以基于细分档位0控制电机转动。

结合图3和图4进行说明，当选择的细分档位过低(即实际电流驱动细分过小)时，电流波形呈明显的阶梯状。此时，高频分量幅值(即倍频分量的幅值)的总和会显著提升，通过对倍频分量的幅值总和与当前运动频率幅值之间的比值与预设最高值(或预设最低值)进行比较，触发自适应细分调整机制，以增加细分。如图5和图6所示，通过增加一个或多个细分档位(即增加细分)后，电流波形的阶梯状明显消除，由此，可以降低甚至消除电机运动时产生的抖动。

由此可见，通过系统对比值a与预设最高值或预设最低值的比较关系，实现对当前细分档位的自适应调整，以保证电机运动处于平滑状态，避免电机在运动过程中产生抖动，从而保证镜头在变焦聚焦过程中保持画面平稳。

需要说明的是，当电机处于第一次运动时，当前细分档位一般为正弦表驱动单元的初始细分档位(初始细分档位的设置可根据具体实际工况进行设置)。当电机在运动的过程中时，当前细分档位则为电机正在运动时所依赖的细分档位。

步骤106.基于目标细分档位和运动步数确定正弦表驱动单元中表项(Item)的移动步数，并基于运动方向和运动速度确定正弦表驱动单元中表项的移动方向和移动速度。

其中，以细分档位为24细分的正弦半波示意图为例对正弦表驱动单元中表项(Item)的移动步数进行说明，如图7所示，表项(Item)从位置①移动到位置②之间所移动的步数或幅度为3，等等，不一一详细赘述。

在一个实施例中，正弦表驱动单元的细分档位可包括细分档位0(64细分)、细分档位1(128细分)、细分档位2(256细分)、细分档位3(512细分)。正弦表驱动单元中包含有一正弦表，该正弦表具有一个用于指示当前细分档位CURRENT的寄存器。假设正弦表驱动单元的最大细分档位对应为512细分(在该实施例中，假设最大细分档位为512细分，在不同的实施例中，最大细分档位可以不同，可根据具体实际情况而定)，则正弦表实际上位一张将正弦波细分为512份的表，该表的每一项具有当前相位n的幅值

的绝对值以及对应的相位电平值，其中，0～π相位对应高电平，π～2π相位对应低电平。当正弦波初始化时，会设置电机两相的相位分别为0和2/π，在接收到运动指令后，相位移动2^3-current个表项，并获取相位移动后对应的幅值以及相位电平值。其中，幅值的单位为PWM占空比的百分比，占空比为100％时输出完整的正弦波最大幅值。如图8所示，占空比也可以超过100％，但是超过100％的部分被削平，相当于减小细分，从而起到增大电机力矩的作用。

在另一个实施例中，正弦表驱动单元的细分档位可包括16细分、32细分、64细分、128细分、256细分、512细分或者1024细分等。

步骤108.基于正弦表驱动单元中表项的移动步数得到电机的转动角度并基于正弦表驱动单元中表项的移动方向确定电机的目标转动方向，以控制电机以转动角度向目标转动方向进行转动。

本发明实施例的电机驱动方法根据所获取的电机运动速度(或根据所获取的驱动信号和电机运动速度)确定正弦表驱动单元的目标细分档位，然后根据电机的运动步数和目标细分档位确定正弦表驱动单元中表项的移动步数，并根据电机的运动方向和运动速度确定正弦表驱动单元中表项的移动方向和移动速度，以根据正弦表驱动单元中表项的移动步数得到电机的转动角度，并根据正弦表驱动单元中表项的移动方向确定电机的目标转动方向，从而控制电机以转动角度向目标转动方向转动。如此，本发明实施例的正弦表驱动单元的目标细分档位是通过所获取的电机运动速度(或根据所获取的驱动信号和电机运动速度)进行确定，因此能够在电机处于高速运动时增加力矩，以避免电机失步，解决了电机在高速或低温环境中由于出现力矩不足而导致电机失步的问题，并且在电机处于低速运动时降低力矩，以保证电机运动处于平滑状态，避免电机在运动过程中产生抖动。

在上述实施例中，基于正弦表驱动单元中表项的移动步数得到电机的转动角度，包括：

将基于正弦表驱动单元中表项对应的相位幅值确定为脉宽调制输出信号的占空比，以基于脉宽调制输出信号的占空比确定电机的转动角度。

应理解，通过控制脉冲的个数控制电机的转动角度，而电机的旋转角度与给定的PWM信号占空比一致，每个占空比数值都对应一个旋转角度，因此通过调节脉宽调制信号的占空比能够得到电机的转动角度。仍然以细分档位具有细分档位0～细分档位3为例进行说明，当正弦表驱动单元中表项移动2^3-current个表项，以确定移动步数后，可获取相位移动后对应的幅值，该幅值即为PWM占空比，从而根据确定的占空比确定电机的转动角度，以控制电机以转动角度进行运动。

本发明实施例还提供一种电机驱动系统600，如图9所示，该电机驱动系统600包括：运动控制器602，用于获取电机的运动参数，以基于运动参数中的运动速度确定正弦表驱动单元的目标细分档位，运动参数包括运动速度、运动步数以及运动方向；A/D转换器604，用于获取电机的驱动信号，以基于驱动信号和电机的运动速度确定正弦表驱动单元的目标细分档位；正弦表驱动单元606，用于基于目标细分档位和运动步数确定正弦表驱动单元中表项的移动步数并基于运动方向和运动速度确定正弦表驱动单元606中表项的移动方向和移动速度，以基于正弦表驱动单元606中表项的移动步数得到电机的转动角度并基于正弦表驱动单元中表项的移动方向确定电机的目标转动方向，控制电机以转动角度向目标转动方向进行转动。

本发明实施例的电机驱动系统600根据运动控制器602获取的电机运动速度(或根据A/D转换器604所获取的驱动信号和运动控制器602获取的电机运动速度)确定正弦表驱动单元的目标细分档位，然后通过正弦表驱动单元606根据电机的运动步数和目标细分档位确定正弦表驱动单元中表项的移动步数，并根据电机的运动方向和运动速度确定正弦表驱动单元中表项的移动方向和移动速度，以根据正弦表驱动单元606中表项的移动步数得到电机的转动角度，并根据正弦表驱动单元606中表项的移动方向确定电机的目标转动方向，从而控制电机以转动角度向目标转动方向转动。如此，本发明实施例的正弦表驱动单元606的目标细分档位是通过所获取的电机运动速度(或根据所获取的驱动信号和电机运动速度)进行确定，因此能够在电机处于高速运动时增加力矩，以避免电机失步，解决了电机在高速或低温环境中由于出现力矩不足而导致电机失步的问题，并且在电机处于低速运动时降低力矩，以保证电机运动处于平滑状态，避免电机在运动过程中产生抖动。

在上述实施例中，电机驱动系统600还包括：频谱分析单元608，用于对A/D转换器输出的驱动信号进行频谱分析得到频谱分析值，并在电机的运动速度低于预设速度值时，基于频谱分析值确定当前运动频率幅值和倍频分量的幅值，以根据当前运动频率幅值和倍频分量的幅值确定当前运动频率幅值与倍频分量的幅值之和的比值；以及细分档位控制单元610，用于基于比值确定正弦表驱动单元中表项的目标细分档位。具体地，细分档位控制单元610用于：若比值高于预设最高值，则将当前细分档位增加一个细分档位确定为目标细分档位；若比值低于预设最低值，则将当前细分档位减小一个细分档位确定为目标细分档位。

应理解，在采集到电机的实际驱动信号后，一般采集的驱动信号为模拟信号，需要对其进行模/数转换，转换后的信号再进行频谱分析，当检测到电机的运动速度低于预设速度值时，根据频谱分析值得到的当前运动频率幅值|z₁|和倍频分量的幅值|z₂|、|z₂|......|z_n-1|所确定的比值a确定正弦表驱动单元的目标细分档位，以根据比值a确定是在当前细分档位的基础上增加一个档位或是减小一个档位。

结合图3和图4进行说明，当选择的细分档位过低(即实际电流驱动细分过小)时，电流波形呈明显的阶梯状。此时，高频分量幅值(即倍频分量的幅值)的总和会显著提升，通过对倍频分量的幅值总和与当前运动频率幅值之间的比值与预设最高值(或预设最低值)进行比较，触发自适应细分调整机制，以增加细分。如图5和图6所示，通过增加一个或多个细分档位(即增加细分)后，电流波形的阶梯状明显消除，由此，可以降低甚至消除电机运动时产生的抖动。

由此可见，通过电机驱动系统对比值a与预设最高值或预设最低值的比较关系，实现对当前细分档位的自适应调整，以保证电机运动处于平滑状态，避免电机在运动过程中产生抖动，从而保证镜头在变焦聚焦过程中保持画面平稳。

其中，细分档位控制单元610还用于在电机的运动速度高于预设速度值时，将预设细分档位确定为正弦表驱动单元中表项的目标细分档位。预设细分档位可以为64细分档位，通过采用统一的64细分，并按照公式((V₀—V_max)/V_max)×100％+100得出的值自动改变PWM最高占空比。如此，当电机处于超高速运动时，等效细分低于64，以增加力矩，以防电机在高速或低温环境中由于力矩不足而导致电机失步的问题发生。特别地，在电机处于气温比较低的环境中，将预设细分档位设置为目标细分档位，能够有效地增加力矩，以避免电机失步。

在上述进一步的实施例中，电机驱动系统600还包括：脉宽调制输出单元612，用于基于正弦表驱动单元中表项的移动步数确定脉宽调制输出信号的占空比，以基于脉宽调制输出信号的占空比确定电机的转动角度。脉宽调制输出单元612可接入RC二阶滤波电路，以接入H桥电路。当正弦表驱动单元中表项移动2^3-current个表项(仍然以细分档位具有细分档位0～细分档位3为例)，以确定移动步数后，可获取相位移动后对应的幅值，该幅值即为PWM占空比，通过输出的PWM占空比调整输入H桥电路的电压幅值，从而改变电机的驱动电流信号，以控制电机进行运动。

电机驱动系统600还包括脉宽调制设置单元614，用于响应于用户的输入确定脉宽调制信号的最大占空比，以使脉宽调制输出单元输出的脉冲信号的占空比不超过最大占空比，从而控制输出的最大电流幅值。

不难发现，运动控制器602根据获取的电机的运动参数按照时间驱动正弦表驱动单元中的正弦表前进或后退一个相位，以改变一次PWM占空比并通过脉宽调制输出单元612输出脉宽调制输出信号占空比。由于改变的幅度按照正弦波取值，因此，连续取值后可输出完整的正弦波，如图10所示，半正弦波表示经过RC滤波器滤波后的信号，矩形波表示相位电平值。

在上述任一项实施例中，如图11所示，电机驱动系统600可作为受控端接收主控单元700发送的电机的运动参数，并作为电机800的控制端采集电机的驱动信号，以通过电机的运动参数中的运动速度(或根据所获取的驱动信号和电机运动速度)实现对正弦表驱动单元中正弦表的细分的目的，得到目标细分档位，从而通过确定的目标细分档位控制电机800运动，同时电机驱动系统600将电机800的运动状态反馈至主控单元700。

如图12所示，电机驱动系统600可包含有主控单元700，根据主控单元700得到电机的运动参数以及对电机800所采集的驱动信号实现对正弦表驱动单元中正弦表的细分。

其中，电机驱动系统600和主控单元700可以为不限于物理机、虚拟机、云主机或者移动计算装置。

本发明实施例还提供一种电机驱动装置1300，如图13所示，该电机驱动装置1300包括：获取单元1302，用于获取电机的运动参数以及电机的驱动信号，运动参数包括运动速度、运动步数以及运动方向；档位确定单元1304，用于基于电机的运动速度确定正弦表驱动单元的目标细分档位，或基于驱动信号和电机的运动速度确定正弦表驱动单元的目标细分档位；表项移动单元1306，用于基于目标细分档位和运动步数确定正弦表驱动单元中表项的移动步数，并基于运动方向和运动速度确定正弦表驱动单元中表项的移动方向和移动速度；控制单元1308，用于基于正弦表驱动单元中表项的移动步数得到电机的转动角度并基于正弦表驱动单元中表项的移动方向确定电机的目标转动方向，以控制电机以转动角度向目标转动方向进行转动。

本发明实施例的电机驱动装置1300通过档位确定单元1304根据获取单元1302获取的电机运动速度(或获取的驱动信号和电机运动速度)确定正弦表驱动单元的目标细分档位，然后通过表项移动单元1306根据电机的运动步数和目标细分档位确定正弦表驱动单元中表项的移动步数，并根据电机的运动方向和运动速度确定正弦表驱动单元中表项的移动方向和移动速度，以通过控制单元1308根据正弦表驱动单元中表项的移动步数得到电机的转动角度，并根据正弦表驱动单元中表项的移动方向确定电机的目标转动方向，以控制电机以转动角度向目标转动方向转动。如此，本发明实施例的正弦表驱动单元的目标细分档位是通过所获取的电机运动速度(或根据所获取的驱动信号和电机运动速度)进行确定，因此能够在电机处于高速运动时增加力矩，以避免电机失步，解决了电机在高速或低温环境中由于出现力矩不足而导致电机失步的问题，并且在电机处于低速运动时降低力矩，以保证电机运动处于平滑状态，避免电机在运动过程中产生抖动。

在上述实施例中，电机驱动装置1300还包括处理单元1310，用于对驱动信号进行频谱分析得到频谱分析值，在电机的运动速度低于预设速度值时，基于频谱分析值确定当前运动频率幅值|z₁|和倍频分量的幅值|z₂|、|z₂|......|z_n-1|，并基于当前运动频率幅值|z₁|和倍频分量的幅值确定当前运动频率幅值与倍频分量的幅值之和|z_sum|的比值a，以基于比值a确定正弦表驱动单元的目标细分档位。其中，

档位确定单元1304则用于：若比值高于预设最高值，则将当前细分档位增加一个细分档位作为目标细分档位；若比值低于预设最低值，则将当前细分档位减小一个细分档位作为目标细分档位。

应理解，在采集到电机的实际驱动信号后，一般采集的驱动信号为模拟信号，需要对其进行模/数转换，转换后的信号再进行频谱分析，当检测到电机的运动速度低于预设速度值时，根据频谱分析值得到的当前运动频率幅值|z₁|和倍频分量的幅值|z₂|、|z₂|......|z_n-1|所确定的比值a确定正弦表驱动单元的目标细分档位，以根据比值a确定是在当前细分档位的基础上增加一个档位或是减小一个档位。

可见，通过电机驱动装置对比值a与预设最高值或预设最低值的比较关系，实现对当前细分档位的自适应调整，以保证电机运动处于平滑状态，避免电机在运动过程中产生抖动，从而保证镜头在变焦聚焦过程中保持画面平稳。

在上述进一步的实施例中，档位确定单元1304还用于在电机的运动速度高于预设速度值时，将预设细分档位确定为正弦表驱动单元中表项的目标细分档位。

应理解，在电机的运动速度V₀高于预设速度值V_max时，将预设细分档位确定为正弦表驱动单元中表项的目标细分档位。其中，预设细分档位可以为64细分档位，通过采用统一的64细分，并按照公式((V₀—V_max)/V_max)×100％+100得出的值自动改变PWM最高占空比。如此，当电机处于超高速运动时，等效细分低于64，以增加力矩，以防电机在高速或低温环境中由于力矩不足而导致电机失步的问题发生。特别地，在电机处于气温比较低的环境中，将预设细分档位设置为目标细分档位，能够有效地增加力矩，以避免电机失步。

在上述任一项实施例中，电机驱动装置1300还包括信号占空比确定单元1312，用于将正弦表驱动单元中表项对应的相位幅值确定为脉宽调制输出信号的占空比，以基于脉宽调制输出信号的占空比确定电机的转动角度。当正弦表驱动单元中表项移动2^3-current个表项(仍然以细分档位具有细分档位0～细分档位3为例)，以确定移动步数后，可获取相位移动后对应的幅值，该幅值即为PWM占空比，通过输出的PWM占空比调整输入H桥电路的电压幅值，从而改变电机的驱动电流信号，以控制电机进行运动。

优选地，本发明实施例还提供一种终端设备，其可包括处理器，存储器，存储在存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述图1-2所示的方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。上述处理器可为ASIC、FPGA、CPU、MCU或者其他具有指令处理功能的物理硬件或者虚拟设备；上述存储器选自RAM、DRAM、FeRAM、NVDIMM、SSD、RAID0～7或者数据中心。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述图1-2所示的方法的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。其中，所述的计算机可读存储介质，如只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种电机驱动方法，其特征在于，所述方法包括：

获取电机的运动参数以及电机的驱动信号，所述运动参数包括运动速度、运动步数以及运动方向；

基于所述电机的运动速度确定正弦表驱动单元的目标细分档位，或基于所述驱动信号和所述电机的运动速度确定正弦表驱动单元的目标细分档位；

基于所述目标细分档位和所述运动步数确定所述正弦表驱动单元中表项的移动步数，并基于所述运动方向和所述运动速度确定所述正弦表驱动单元中表项的移动方向和移动速度；

基于所述正弦表驱动单元中表项的移动步数得到电机的转动角度并基于所述正弦表驱动单元中表项的移动方向确定电机的目标转动方向，以控制电机以所述转动角度向所述目标转动方向进行转动。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述驱动信号和所述电机的运动速度确定正弦表驱动单元的目标细分档位，包括：

对所述驱动信号进行频谱分析得到频谱分析值；

在所述电机的运动速度低于预设速度值时，基于所述频谱分析值确定当前运动频率幅值和倍频分量的幅值；

基于所述当前运动频率幅值和所述倍频分量的幅值确定所述当前运动频率幅值与所述倍频分量的幅值之和的比值，以基于所述比值确定所述正弦表驱动单元的目标细分档位。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述比值确定所述正弦表驱动单元中表项的目标细分档位，具体为：

若所述比值高于预设最高值，则将当前细分档位增加一个细分档位作为所述目标细分档位；

若所述比值低于预设最低值，则将当前细分档位减小一个细分档位作为所述目标细分档位。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述电机的运动速度确定正弦表驱动单元的目标细分档位，包括：

在所述电机的运动速度高于预设速度值时，将预设细分档位确定为所述正弦表驱动单元中表项的目标细分档位。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述正弦表驱动单元中表项的移动步数得到电机的转动角度，包括：

将所述正弦表驱动单元中表项对应的相位幅值确定为脉宽调制输出信号的占空比，以基于所述脉宽调制输出信号的占空比确定所述电机的转动角度。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述正弦表驱动单元的细分档位包括16细分、32细分、64细分、128细分、256细分、512细分或者1024细分。

7.一种电机驱动系统，其特征在于，包括：

运动控制器，用于获取电机的运动参数，以基于所述运动参数中的运动速度确定正弦表驱动单元的目标细分档位，所述运动参数包括运动速度、运动步数以及运动方向；

A/D转换器，用于获取电机的驱动信号，以基于所述驱动信号和所述电机的运动速度确定正弦表驱动单元的目标细分档位；

正弦表驱动单元，用于基于所述目标细分档位和所述运动步数确定所述正弦表驱动单元中表项的移动步数并基于所述运动方向和所述运动速度确定所述正弦表驱动单元中表项的移动方向和移动速度，以基于所述正弦表驱动单元中表项的移动步数得到电机的转动角度并基于所述正弦表驱动单元中表项的移动方向确定电机的目标转动方向，控制电机以所述转动角度向所述目标转动方向进行转动。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括：

频谱分析单元，用于对A/D转换器输出的驱动信号进行频谱分析得到频谱分析值，并在所述电机的运动速度低于预设速度值时，基于所述频谱分析值确定当前运动频率幅值和倍频分量的幅值，以根据所述当前运动频率幅值和所述倍频分量的幅值确定所述当前运动频率幅值与所述倍频分量的幅值之和的比值；以及

细分档位控制单元，用于基于所述比值确定所述正弦表驱动单元中表项的目标细分档位。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括：

脉宽调制输出单元，用于将所述正弦表驱动单元中表项对应的相位幅值确定为脉宽调制输出信号的占空比，以基于所述脉宽调制输出信号的占空比确定所述电机的转动角度。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，还包括：

脉宽调制设置单元，用于响应于用户的输入确定脉宽调制信号的最大占空比，以使所述脉宽调制输出单元输出的脉冲信号的占空比不超过所述最大占空比。

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