CN112234890B - 一种直线电机推力波动的抑制方法、相关设备和介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种直线电机推力波动的抑制方法、相关设备和介质，其中方法包括：获取直线电机的定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系，获取直线电机在水平安装下，由测试力引起的测试检测电流和位置数据的映射关系；推导出获得由测试电流值引起的推力波动所对应的电流与位置数据的映射关系，再根据由测试电流值引起的推力波动所对应的电流与位置数据的映射关系获得预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系；将定位检测电流与位置数据的映射关系和预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系存储于直线电机，以用于计算与直线电机的推力波动成正比的操作电流的补偿值。

Description

一种直线电机推力波动的抑制方法、相关设备和介质

【技术领域】

本发明涉及直线电机技术领域，尤其涉及一种直线电机推力波动的抑制方法、相关设备和介质。

【背景技术】

直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。它可以看成是一台旋转电机按径向剖开，并展成平面而成。

直线电机的推力波动是其应用方面的主要缺陷之一，因为推力波动是电机振动与噪音产生的原因，特别是在低速运行时，还可能引起共振，影响使用效果。

在直线电机的设计中，减小推力波动是其主要目标之一，常用的方法有：控制电机移动相应的位置，通过采集此间的电流和位置信息，根据采集到的数据集计算操作电流的补偿值，但是该方式仅能够补偿直线电机由于定位力而引起的推力波动，在电机结构中还存在其他各种因素引起的推力波动，未得到有效抑制。

【发明内容】

基于此，有必要针对上述问题，提供一种直线电机推力波动的抑制方法、相关设备和介质，用于解决直线电机中产生的推力波动无法得到有效抑制，影响直线电机工作效果的问题。

本发明的技术方案如下：

一方面，提供了一种直线电机推力波动的抑制方法，包括：

获取直线电机的定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系，所述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系包括在所述定位力下所述直线电机的动子在不同位置所对应的电流值；

获取所述直线电机在水平安装下，由测试力引起的测试检测电流和位置数据的映射关系；获取所述直线电机的推力与操作电流的映射关系；

根据所述由测试力引起的测试检测电流和位置数据的映射关系、所述直线电机的推力与操作电流的映射关系，以及所述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系，获得由测试电流值引起的推力波动所对应的电流与位置数据的映射关系；

根据所述由测试电流值引起的推力波动所对应的电流与位置数据的映射关系，获得预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系；

将所述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系和所述预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系存储于所述直线电机的控制系统，以用于计算与所述直线电机的推力波动成正比的操作电流的补偿值，以实现抑制推力波动。

可选的，所述获取直线电机的定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系，包括：

在所述直线电机水平安装的情况下，控制所述直线电机的动子匀速移动，采集移动过程中所述动子在不同位置所对应的所述直线电机的电流值，获得所述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系。

可选的，所述获取所述直线电机在水平安装下，由测试力引起的测试检测电流和位置数据的映射关系，包括：

在所述直线电机水平安装的情况下，控制所述直线电机的动子在带所述测试力的负载的作用下匀速移动，采集移动过程中所述动子在不同位置所对应的所述直线电机的电流值，获得所述由测试力引起的测试检测电流和位置数据的映射关系。

可选的，所述根据所述由测试力引起的测试检测电流和位置数据的映射关系、所述直线电机的推力与操作电流的映射关系，以及所述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系，获得由测试电流值引起的推力波动所对应的电流与位置数据的映射关系，包括：

根据所述直线电机的推力与操作电流的映射关系，获得所述测试力所对应的测试电流值；

根据所述由测试力引起的测试检测电流和位置数据的映射关系和所述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系，将各个位置数据所对应的测试检测电流减去所述定位检测电流和所述测试力所对应的测试电流值，获得所述各个位置数据所对应的各个推力波动电流值；

将所述各个推力波动电流值与所述各个位置数据的映射关系作为所述测试电流值引起的推力波动所对应的电流与位置数据的映射关系。

可选的，所述将所述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系和所述预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系存储于所述直线电机的控制系统之后，所述方法还包括：

获取所述直线电机的操作电流值；

根据所述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系和所述预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系，确定预设操作电流值所对应的补偿电流与位置数据的映射关系；根据所述预设操作电流值所对应的补偿电流与位置数据的映射关系，获得所述操作电流值对应的电流补偿值；

控制所述直线电机的操作电流调整为目标电流值，所述目标电流值为所述电流补偿值与所述操作电流值之和。

可选的，所述根据所述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系和所述预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系，确定预设操作电流值所对应的补偿电流与位置数据的映射关系，包括：

根据所述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系和所述预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系，将不同操作电流下各个位置数据对应的测试补偿电流与所述定位检测电流相加，获得所述各个位置数据所对应的各个补偿电流值；

将所述各个补偿电流值与所述各个位置数据的映射关系作为所述预设操作电流值所对应的补偿电流与位置数据的映射关系。

另一方面，提供了一种直线电机推力波动的抑制方法，包括：

在所述直线电机水平安装时，获取所述直线电机的动子在不同位置x与所述直线电机的定位力F₀对应的定位检测电流I_0x；

在所述直线电机水平安装时，向直线电机施加测试力F_a并调整测试力F_a对应的测试电流I_a以控制该直线电机的振子匀速运动，检测所述直线电机的动子在不同位置x对应的测试检测电流值I′_aX，测试力F_a与测试电流I_a满足：F_a＝m*Ke*I_a，m为电机相数，Ke为电机的反电动势常数；

根据所述测试电流I_a、测试检测电流值I′_aX以及所述定位补偿电流值I_0x，获得与所述测试电流I_a引起的推力波动所对应的测试补偿电流值I_ax，I_aX＝I′_aX-I_a-I_0X；

提供驱动电流I_b；根据所述驱动电流I_b与所述测试电流I_a、以及测试补偿电流值I_ax获得与所述驱动电流I_b对应的补偿电流值I_bx，I_bx＝I_b/I_a*I_ax；

根据所述补偿电流值I_bx、及所述定位补偿电流值I_0x调整所述驱动电流I_b获取目标驱动电流I′_b＝I_b+I_bX+I_0X，由所述目标驱动电流I′_b驱动所述直线电机以实现抑制推力波动。

可选的，获取所述直线电机的动子在不同位置x与所述直线电机的定位力F₀对应的定位检测电流I_0x，包括：

向所述直线电机施加与所述定位力F₀大小相等、方向相反的驱动力F₀′，控制所述直线电机的动子匀速运动，检测所述动子在不同位置x对应的定位检测电流I_0x。

另一方面，提供了一种直线电机推力波动的抑制装置，包括：

获取模块，用于获取直线电机的定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系，所述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系包括在所述定位力下所述直线电机的动子在不同位置所对应的电流值；

所述获取模块还用于，获取所述直线电机在水平安装下，由测试力引起的测试检测电流和位置数据的映射关系；获取所述直线电机的推力与操作电流的映射关系；

处理模块，用于：

根据所述由测试力引起的测试检测电流和位置数据的映射关系、所述直线电机的推力与操作电流的映射关系，以及所述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系，获得由测试电流值引起的推力波动所对应的电流与位置数据的映射关系；

根据所述由测试电流值引起的推力波动所对应的电流与位置数据的映射关系，获得预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系；

所述处理模块还用于，将所述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系和所述预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系存储于所述直线电机的控制系统，以用于计算与所述直线电机的推力波动成正比的操作电流的补偿值，以实现抑制推力波动。

另一方面，提供了一种直线电机，包括直线电机部件和控制系统，所述控制系统包括如上述第一方面及其任一种可能的实现方式获得的参考数据，包括定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系和预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系，所述控制系统用于基于所述参考数据计算与所述直线电机的推力波动成正比的操作电流的补偿值，并使用所述补偿值对所述操作电流进行补偿，以抑制推力波动。

另一方面，提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有一条或多条指令，所述一条或多条指令适于由处理器加载并执行如上述第一方面及其任一种可能的实现方式的步骤。

本发明的有益效果在于：通过分别测试直线电机在水平安装时，空载和带力负载情况下移动期望行程时的电流与位置数据的映射关系，折算成某一具体电流下的电流与位置数据的映射关系，将该映射关系插值补偿获得预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系，将定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系和上述预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系存储于直线电机的控制系统，可以在直线电机工作时利用该映射关系对任意操作电流进行补偿，使最终直线电机输出推力的波动得到更全面有效的抑制。

【附图说明】

图1为本发明提供的一种直线电机推力波动的抑制方法的流程示意图；

图2为本发明提供的另一种直线电机推力波动的抑制方法的流程示意图；

图3为本发明提供的一种直线电机推力波动的抑制装置的结构示意图。

【具体实施方式】

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本发明实施例中提到的直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。它可以看成是一台旋转电机按径向剖开，并展成平面而成。直线电机也称线性电机、线性马达、直线马达、推杆马达等。

一般由定子演变而来的一侧称为初级，由动子(转子)演变而来的一侧称为次级。在实际应用时，将初级和次级制造成不同的长度，以保证在所需行程范围内初级与次级之间的耦合保持不变。直线电机可以是短初级长次级，也可以是长初级短次级。考虑到制造成本、运行费用，以直线感应电动机为例：当初级绕组通入交流电源时，便在气隙中产生行波磁场，次级在行波磁场切割下，将感应出电动势并产生电流，该电流与气隙中的磁场相作用就产生电磁推力。

本申请实施例中涉及到的直线电机的位置数据、位置信息或者位置移动等术语，均可以理解为是针对直线电机的动子，即该动子的移动、位置等。

下面结合本发明实施例中的附图对本发明实施例进行描述。

请参阅图1，图1是本发明实施例提供的一种直线电机推力波动的抑制方法的流程示意图。该方法可包括：

101、获取直线电机的定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系，上述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系包括在上述定位力下上述直线电机的动子在不同位置所对应的电流值。

本发明实施例的执行主体可以为一种直线电机推力波动的抑制装置，该直线电机推力波动的抑制装置可以对直线电机产生的推力波动进行抑制，或者说，可以为直线电机建立推力波动抑制的模型。在可选的实施方式中，上述直线电机推力波动的抑制装置可以为包括直线电机的系统，也可以为电子设备，上述电子设备可以为终端设备，包括但不限于诸如膝上型计算机、平板计算机之类的其它便携式设备或者台式计算机。

在永磁电机中，即使定子绕组没有激励，也存在电磁转矩，此电磁转矩称之为定位力矩，或者是齿槽转矩/磁阻转矩。其中，该直线电机的定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系可以表示为直线电机的定位力曲线，可以根据实际测试统计或者仿真测试获得。

在一种可选的实施方式中，上述步骤101具体可包括：

在上述直线电机水平安装的情况下，控制上述直线电机的动子匀速移动，采集上述移动过程中上述动子在不同位置所对应的上述直线电机的电流值，获得上述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系。

具体的，可以在直线电机水平安装、空载的情况下，控制该直线电机匀速、缓慢地移动相应的位置行程，并在此过程中检测到其电流和位置信息，检测到的电流值正好为特定位置(X)下的定位力所对应的电流值，即获得I_0X。

102、获取上述直线电机在水平安装下，由测试力引起的测试检测电流和位置数据的映射关系；获取上述直线电机的推力与操作电流的映射关系。

其中，直线电机推力与电流的关系是直线电机的一类特征参数，可以是根据测试获得仿真获得的，也可以是直线电机中存储的信息，此处不做限制。

在一种可选的实施方式中，上述获取上述直线电机在水平安装下，由测试力引起的测试检测电流和位置数据的映射关系，包括：

在上述直线电机水平安装的情况下，控制所述直线电机的动子在带所述测试力的负载的作用下匀速移动，采集上述移动过程中上述动子在不同位置所对应的上述直线电机的电流值，获得上述由测试力引起的测试检测电流和位置数据的映射关系。优选此时动子的移动速度与步骤101中动子的移动速度相同。

上述测试力可以根据需要设置，比如可以使用特定带力F_a的负载进行测试。具体的，给上述直线电机添加某一恒定力负载F_a，然后再控制直线电机匀速、缓慢地移动相应的位置行程，并在此过程中检测到其电流和位置信息，检测到的电流值正好为特定位置(X)下的该测试力所对应的电流值，即获得I′_aX。

103、根据上述由测试力引起的测试检测电流和位置数据的映射关系、上述直线电机的推力与操作电流的映射关系，以及上述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系，获得由测试电流值引起的推力波动所对应的电流与位置数据的映射关系。

本申请实施例中根据前述测得的映射关系和直线电机的推力与操作电流的映射关系，可以推导出以特定电流引起的推力波动对应的电流值，以后续在任意电流下进行该直线电机的推力波动抑制。

在一种实施方式中，上述步骤103具体包括：

根据上述直线电机的推力与操作电流的映射关系，获得上述测试力所对应的测试电流值；

根据上述由测试力引起的测试检测电流和位置数据的映射关系和上述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系，将各个位置数据所对应的测试检测电流减去上述定位检测电流和所述测试力所对应的测试电流值，获得上述各个位置数据所对应的各个推力波动电流值；

将上述各个推力波动电流值与上述各个位置数据的映射关系作为上述测试电流值引起的推力波动所对应的电流与位置数据的映射关系。

本申请实施例中通过测试力在实验阶段中模拟直线电机中的推力，因此可以根据该直线电机的推力与操作电流的映射关系，获得该测试力所对应的测试电流值，再进行推导。

本申请实施例中需要去除定位力引起的推力波动的影响，以获得仅由特定的测试电流值引起的推力波动所对应的电流与位置数据的映射关系。具体的，根据上述直线电机的推力和电流之间的关系，计算得到推力F_a对应的测试电流值I_a。如此根据获得的映射关系进行推导可以得到特定电流I_a引起的推力波动对应的电流值，为I_aX＝I′_aX-I_a-I_0X。

104、根据上述由测试电流值引起的推力波动所对应的电流与位置数据的映射关系，获得预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系。

本申请实施例中根据上述由测试电流值引起的推力波动所对应的电流与位置数据的映射关系，可以推导计算得到任意电流值I_b引起的推力波动对应的电流-位置数据，为I_bX，即可以作为上述预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系，用于直线电机控制系统。可以是先根据已有对应关系获得多组由不同电流值引起的推力波动所对应的电流-位置数据，再进行整合获得的。具体的，任意电流I_b引起的推力波动对应的电流与位置数据的映射关系，为I_bX＝I_b/I_a·I_aX。

通过该预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系，可以在已知该直线电机的操作电流时，确定由该操作电流引起的推力波动所对应的电流与位置数据的映射关系。

105、将上述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系和上述预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系存储于上述直线电机的控制系统，以用于计算与上述直线电机的推力波动成正比的操作电流的补偿值，以实现抑制推力波动。

在获得定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系，和预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系之后，可以整合为预设操作电流值所对应的补偿电流与位置数据的映射关系，即包括了对定位力和操作电流引起的推力波动的电流补偿，存储在直线电机的控制系统中。

具体的，可以将I_b0X＝I_bX+I_0X作为相应的电流与位置的映射数据集(即上述预设操作电流值所对应的补偿电流与位置数据的映射关系)，插值进入直线电机控制系统，用于计算操作电流的补偿值，来抑制直线电机中定位力和操作电流引起的推力波动。

本发明通过分别测试直线电机在水平安装时，空载和带力负载情况下移动期望行程时的电流与位置数据的映射关系，折算成某一具体电流下的电流与位置数据的映射关系，将该映射关系插值补偿获得预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系，将定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系和上述预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系存储于直线电机的控制系统，可以计算与直线电机的推力波动成正比的操作电流的补偿值，可以在直线电机工作时利用该映射关系对任意操作电流进行补偿，同时对定位力引起的推力波动和操作电流引起的推力波动进行了抑制，使最终直线电机输出推力的波动得到更全面有效的抑制。

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，可以参阅图2，图2是本发明实施例提供的另一种直线电机推力波动的抑制方法的流程示意图。如图2所示，该方法可以在图1所示实施例中的步骤之后执行，并作为图1所示实施例获得数据的一种应用方式。该方法包括：

201、获取直线电机的操作电流值。

202、根据定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系和预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系，确定预设操作电流值所对应的补偿电流与位置数据的映射关系；根据上述预设操作电流值所对应的补偿电流与位置数据的映射关系，获得上述操作电流值对应的电流补偿值。

203、控制上述直线电机的操作电流调整为目标电流值，上述目标电流值为上述电流补偿值与上述操作电流值之和。

本发明实施例的执行主体可以为一种直线电机推力波动的抑制装置，该直线电机推力波动的抑制装置可以对直线电机产生的推力波动进行抑制，具体的，其中的直线电机可以执行本发明实施例中的步骤。还可以为一种包括直线电机部件和控制系统的直线电机，其中控制系统包括如图1所示实施例中方法获得的定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系和预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系，该控制系统可以基于上述映射关系，整合出预设操作电流值所对应的补偿电流与位置数据的映射关系，以计算与直线电机的推力波动成正比的操作电流的补偿值，并使用补偿值对操作电流进行补偿。

在可选的实施方式中，上述直线电机推力波动的抑制装置可以为包括直线电机的系统，也可以为电子设备，上述电子设备可以为终端设备，包括但不限于诸如膝上型计算机、平板计算机之类的其它便携式设备或者台式计算机，在此种情形中包括软件仿真方式执行本发明实施例中的步骤。

在图1所示实施例步骤的基础上，可以获得直线电机在任意操作电流影响下产生的推力波动对应的补偿电流值，通过预先补偿的方式来抑制推力波动。

在一种实施方式中，上述根据上述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系和上述预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系，确定预设操作电流值所对应的补偿电流与位置数据的映射关系，包括：

根据上述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系和上述预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系，将各个位置数据对应的电流值引起的推力波动所对应的电流，与上述定位检测电流相加，获得上述各个位置数据所对应的各个补偿电流值；

将上述各个补偿电流值与上述各个位置数据的映射关系作为上述预设操作电流值所对应的补偿电流与位置数据的映射关系。

其中，定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系表示为I_0X，预设电流值I_b引起的推力波动所对应的电流与位置数据的映射关系表示为I_bX。

可以将I_b0X＝I_bX+I_0X，作为完整的补偿电流计算规则，计算操作电流的补偿值，具体来说，该直线电机运行时，针对任意操作电流值I_b，可以根据预设操作电流值所对应的补偿电流与位置数据的映射关系计算出电流补偿值I_b0X，在具体位置X补偿特定的电流补偿值I_b0X，则最终电机实际运行的电流I′_b＝I_b+I_b0X。

在一种可选的实施方式中，在所述直线电机水平安装时，获取所述直线电机的动子在不同位置x与所述直线电机的定位力F₀对应的定位检测电流I_0x；

可以在上述直线电机水平安装时，向直线电机施加测试力F_a并调整测试力F_a对应的测试电流I_a以控制该直线电机的振子匀速运动，检测上述直线电机的动子在不同位置x对应的测试检测电流值I′_aX，其中，测试力F_a与测试电流I_a满足：F_a＝m*Ke*I_a，m为电机相数，Ke为电机的反电动势常数。

可选的，上述获取所述直线电机的动子在不同位置x与所述直线电机的定位力F₀对应的定位检测电流I_0x，包括：

向上述直线电机施加与上述定位力F₀大小相等、方向相反的驱动力F₀′，控制上述直线电机的动子匀速运动，检测所述动子在不同位置x对应的定位检测电流I_0x。

再根据上述测试电流I_a、测试检测电流值I′_aX以及上述定位补偿电流值I_0x，获得与上述测试电流I_a引起的推力波动所对应的测试补偿电流值I_ax，具体可以表示为：I_aX＝I′_aX-I_a-I_0X；

在直线电机的实际应用时，可以提供驱动电流I_b，再根据上述驱动电流I_b与上述测试电流I_a、以及测试补偿电流值I_ax获得与上述驱动电流I_b对应的补偿电流值I_bx＝I_b/I_a*I_ax。然后根据上述补偿电流值I_bx、及上述定位补偿电流值I_0x调整上述驱动电流I_b获取目标驱动电流I′_b＝I_b+I_bX+I_0X，由上述目标驱动电流I′_b驱动上述直线电机，可以抑制直线电机的推力波动。

在考虑定位力引起的推力波动抑制时，可以控制电机移动相应的位置，通过采集此间的电流和位置信息，将得到的数据集使用插值的方法作为操作电流的补偿值，这种方法可以一定程度上抑制直线电机的推力波动。但是仅补偿了直线电机由于定位力而引起的推力波动。在直线电机中，操作电流的幅值变化也是影响直线电机推力波动的一个重要原因，若不对此因素进行补偿校正，将最终影响直线电机输出推力效果，使其推力波动仍未得到有效抑制。

而本发明实施例通过获取直线电机的定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系，上述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系包括在上述定位力下上述直线电机的动子在不同位置所对应的电流值，获取上述直线电机在水平安装下，由测试力引起的测试检测电流和位置数据的映射关系；获取上述直线电机的推力与操作电流的映射关系，根据上述由测试力引起的测试检测电流和位置数据的映射关系、上述直线电机的推力与操作电流的映射关系，以及上述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系，获得由测试电流值引起的推力波动所对应的电流与位置数据的映射关系，再根据上述由测试电流值引起的推力波动所对应的电流与位置数据的映射关系，获得预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系，然后将上述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系和上述预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系存储于上述直线电机的控制系统，以用于计算与上述直线电机的推力波动成正比的操作电流的补偿值，可以在直线电机工作时利用该映射关系对任意操作电流进行补偿，同时对定位力引起的推力波动和操作电流引起的推力波动进行了抑制，使最终直线电机输出推力的波动得到更全面有效的抑制。

基于上述直线电机推力波动的抑制方法实施例的描述，本发明实施例还公开了一种直线电机推力波动的抑制装置。请参见图3，直线电机推力波动的抑制装置300包括：

获取模块310，用于获取直线电机的定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系，上述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系包括在上述定位力下上述直线电机的动子在不同位置所对应的电流值；

上述获取模块310还用于，获取上述直线电机在水平安装下，由测试力引起的测试检测电流和位置数据的映射关系；获取上述直线电机的推力与操作电流的映射关系；

处理模块320，用于：

根据上述由测试力引起的测试检测电流和位置数据的映射关系、上述直线电机的推力与操作电流的映射关系，以及上述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系，获得由测试电流值引起的推力波动所对应的电流与位置数据的映射关系；

根据上述由测试电流值引起的推力波动所对应的电流与位置数据的映射关系，获得预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系；

上述处理模块320还用于，将上述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系和上述预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系存储于上述直线电机的控制系统，以用于计算与上述直线电机的推力波动成正比的操作电流的补偿值，以实现抑制推力波动。

可选的，上述直线电机推力波动的抑制装置300还包括补偿模块330和控制模块340；其中：

上述获取模块310还用于，获取上述直线电机的操作电流值；

上述补偿模块330，用于根据上述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系和上述预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系，确定预设操作电流值所对应的补偿电流与位置数据的映射关系；以及根据所述预设操作电流值所对应的补偿电流与位置数据的映射关系，获得上述操作电流值对应的电流补偿值；

上述控制模块340，用于控制上述直线电机的操作电流调整为目标电流值，上述目标电流值为上述电流补偿值与上述操作电流值之和。

可选的，上述补偿模块330具体用于：

根据所述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系和所述预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系，将各个位置数据对应的电流值引起的推力波动所对应的电流，与所述定位检测电流相加，获得所述各个位置数据所对应的各个补偿电流值；

将所述各个补偿电流值与所述各个位置数据的映射关系作为所述预设操作电流值所对应的补偿电流与位置数据的映射关系。

根据本发明的一个实施例，图1和图2所示的方法所涉及的各个步骤均可以是由图3所示的直线电机推力波动的抑制装置300中的各个模块执行的，此处不再赘述。

本发明实施例中的直线电机推力波动的抑制装置300，直线电机推力波动的抑制装置300可以获取直线电机的定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系，上述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系包括在上述定位力下上述直线电机的动子在不同位置所对应的电流值，获取上述直线电机在水平安装下，由测试力引起的测试检测电流和位置数据的映射关系；获取上述直线电机的推力与操作电流的映射关系，根据上述由测试力引起的测试检测电流和位置数据的映射关系、上述直线电机的推力与操作电流的映射关系，以及上述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系，获得由测试电流值引起的推力波动所对应的电流与位置数据的映射关系，再根据上述由测试电流值引起的推力波动所对应的电流与位置数据的映射关系，获得预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系，然后将上述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系和上述预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系存储于上述直线电机的控制系统，以用于计算与上述直线电机的推力波动成正比的操作电流的补偿值，可以在直线电机工作时利用该映射关系对任意操作电流进行补偿，同时对定位力引起的推力波动和操作电流引起的推力波动进行了抑制，使最终直线电机输出推力的波动得到更全面有效的抑制。

基于上述方法实施例以及装置实施例的描述，本发明实施例还提供一种直线电机。该直线电机至少包括直线电机部件和控制系统，该控制系统包括如图1所示实施例的方法获得的参考数据，该参考数据包括定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系和预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系，该控制系统可以用于基于所述参考数据，计算与该直线电机部件的推力波动成正比的操作电流的补偿值，并使用该补偿值对该操作电流进行补偿，可以更全面有效地抑制推力波动。

本发明实施例还提供了一种计算机存储介质(Memory)，上述计算机存储介质是终端中的记忆设备，用于存放程序和数据。可以理解的是，此处的计算机存储介质既可以包括终端中的内置存储介质，当然也可以包括终端所支持的扩展存储介质。计算机存储介质提供存储空间，该存储空间存储了终端的操作系统。并且，在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一条或多条的指令，这些指令可以是一个或一个以上的计算机程序(包括程序代码)。需要说明的是，此处的计算机存储介质可以是高速RAM存储器，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器；可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器的计算机存储介质。

在一个实施例中，可由处理器加载并执行计算机存储介质中存放的一条或多条指令，以实现上述实施例中的相应步骤；具体实现中，计算机存储介质中的一条或多条指令可以由处理器加载并执行图1和/或图2中方法的任意步骤，此处不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，该模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。所显示或讨论的相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行该计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例的流程或功能。该计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。该计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者通过该计算机可读存储介质进行传输。该计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。该计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。该可用介质可以是只读存储器(read-onlymemory，ROM)，或随机存储存储器(random access memory，RAM)，或磁性介质，例如，软盘、硬盘、磁带、磁碟、或光介质，例如，数字通用光盘(digital versatile disc，DVD)、或者半导体介质，例如，固态硬盘(solid state disk，SSD)等。

Claims (11)

1.一种直线电机推力波动的抑制方法，其特征在于，包括：

获取直线电机的定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系，所述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系包括在所述定位力下所述直线电机的动子在不同位置所对应的电流值；

获取所述直线电机在水平安装下，由测试力引起的测试检测电流和位置数据的映射关系；获取所述直线电机的推力与操作电流的映射关系；

根据所述由测试力引起的测试检测电流和位置数据的映射关系、所述直线电机的推力与操作电流的映射关系，以及所述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系，获得由测试电流值引起的推力波动所对应的电流与位置数据的映射关系；

根据所述由测试电流值引起的推力波动所对应的电流与位置数据的映射关系，获得预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系；

将所述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系和所述预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系存储于所述直线电机的控制系统，以用于计算与所述直线电机的推力波动成正比的操作电流的补偿值，以实现抑制推力波动。

2.根据权利要求1所述的直线电机推力波动的抑制方法，其特征在于，所述获取直线电机的定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系，包括：

在所述直线电机水平安装的情况下，控制所述直线电机的动子匀速移动，采集移动过程中所述动子在不同位置所对应的所述直线电机的电流值，获得所述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系。

3.根据权利要求1所述的直线电机推力波动的抑制方法，其特征在于，所述获取所述直线电机在水平安装下，由测试力引起的测试检测电流和位置数据的映射关系，包括：

在所述直线电机水平安装的情况下，控制所述直线电机的动子在带所述测试力的负载的作用下匀速移动，采集移动过程中所述动子在不同位置所对应的所述直线电机的电流值，获得所述由测试力引起的测试检测电流和位置数据的映射关系。

4.根据权利要求1-3任一项所述的直线电机推力波动的抑制方法，其特征在于，所述根据所述由测试力引起的测试检测电流和位置数据的映射关系、所述直线电机的推力与操作电流的映射关系，以及所述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系，获得由测试电流值引起的推力波动所对应的电流与位置数据的映射关系，包括：

根据所述直线电机的推力与操作电流的映射关系，获得所述测试力所对应的测试电流值；

根据所述由测试力引起的测试检测电流和位置数据的映射关系和所述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系，将各个位置数据所对应的测试检测电流减去所述定位检测电流和所述测试力所对应的测试电流值，获得所述各个位置数据所对应的各个推力波动电流值；

将所述各个推力波动电流值与所述各个位置数据的映射关系作为所述测试电流值引起的推力波动所对应的电流与位置数据的映射关系。

5.根据权利要求1-3任一项所述的直线电机推力波动的抑制方法，其特征在于，所述将所述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系和所述预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系存储于所述直线电机的控制系统之后，所述方法还包括：

获取所述直线电机的操作电流值；

根据所述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系和所述预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系，确定预设操作电流值所对应的补偿电流与位置数据的映射关系；根据所述预设操作电流值所对应的补偿电流与位置数据的映射关系，获得所述操作电流值对应的电流补偿值；

控制所述直线电机的操作电流调整为目标电流值，所述目标电流值为所述电流补偿值与所述操作电流值之和。

6.根据权利要求5所述的直线电机推力波动的抑制方法，其特征在于，所述根据所述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系和所述预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系，确定预设操作电流值所对应的补偿电流与位置数据的映射关系，包括：

根据所述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系和所述预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系，将不同操作电流下各个位置数据对应的测试补偿电流与所述定位检测电流相加，获得所述各个位置数据所对应的各个补偿电流值；

将所述各个补偿电流值与所述各个位置数据的映射关系作为所述预设操作电流值所对应的补偿电流与位置数据的映射关系。

7.一种直线电机推力波动的抑制装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取直线电机的定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系，所述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系包括在所述定位力下所述直线电机的动子在不同位置所对应的电流值；

所述获取模块还用于，获取所述直线电机在水平安装下，由测试力引起的测试检测电流和位置数据的映射关系；获取所述直线电机的推力与操作电流的映射关系；

处理模块，用于：

根据所述由测试力引起的测试检测电流和位置数据的映射关系、所述直线电机的推力与操作电流的映射关系，以及所述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系，获得由测试电流值引起的推力波动所对应的电流与位置数据的映射关系；

根据所述由测试电流值引起的推力波动所对应的电流与位置数据的映射关系，获得预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系；

所述处理模块还用于，将所述定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系和所述预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系存储于所述直线电机的控制系统，以用于计算与所述直线电机的推力波动成正比的操作电流的补偿值，以实现抑制推力波动。

8.一种直线电机，其特征在于，包括直线电机部件和控制系统，所述控制系统包括如权利要求1-6任一项所述方法获得的参考数据，包括定位力对应的定位检测电流与位置数据的映射关系和预设的操作电流值引起的推力波动所对应的测试补偿电流与位置数据的映射关系，所述控制系统用于基于所述参考数据计算与所述直线电机的推力波动成正比的操作电流的补偿值，并使用所述补偿值对所述操作电流进行补偿，以抑制推力波动。

9.一种存储介质，存储有计算机指令程序，其特征在于，所述计算机指令程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。

10.一种直线电机推力波动的抑制方法，其特征在于，包括：

在所述直线电机水平安装时，获取所述直线电机的动子在不同位置x与所述直线电机的定位力F₀对应的定位检测电流I_0x；

在所述直线电机水平安装时，向直线电机施加测试力F_a并调整测试力F_a对应的测试电流I_a以控制该直线电机的振子匀速运动，检测所述直线电机的动子在不同位置x对应的测试检测电流值I′_aX，测试力F_a与测试电流I_a满足：F_a＝m*Ke*I_a，m为电机相数，Ke为电机的反电动势常数；

根据所述测试电流I_a、测试检测电流值I′_aX以及所述定位补偿电流值I_0x，获得与所述测试电流I_a引起的推力波动所对应的测试补偿电流值I_ax，I_aX＝I′_aX-I_a-I_0X；

提供驱动电流I_b；根据所述驱动电流I_b与所述测试电流I_a、以及测试补偿电流值I_ax获得与所述驱动电流I_b对应的补偿电流值I_bx，I_bx＝I_b/I_a*I_ax；

根据所述补偿电流值I_bx、及所述定位补偿电流值I_0x调整所述驱动电流I_b获取目标驱动电流I′_b＝I_b+I_bX+I_0X，由所述目标驱动电流I′_b驱动所述直线电机以实现抑制推力波动。

11.根据权利要求10所述的直线电机推力波动的抑制方法，其特征在于，获取所述直线电机的动子在不同位置x与所述直线电机的定位力F₀对应的定位检测电流I_0x，包括：

向所述直线电机施加与所述定位力F₀大小相等、方向相反的驱动力F₀′，控制所述直线电机的动子匀速运动，检测所述动子在不同位置x对应的定位检测电流I_0x。

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