CN112713843A - 一种电机的控制方法及控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电机的控制方法及控制装置，该控制方法包括：获取电机的驱动电压和电机转速；判断所述驱动电压是否大于第一电压阈值；当驱动电压大于第一电压阈值时，判断所述电机转速是否低于预设转速；当所述电机转速低于预设转速时，获取所述电机的第一时间；判断所述第一时间是否大于预设时间；当所述第一时间大于所述预设时间时，判定所述电机堵转，并将所述驱动电压降低至第二电压阈值，所述第二电压阈值小于第一电压阈值。如此设置，采用降压输出，使电机以较低电压进行进行启动。此时电机的驱动电压较低，启动电流较小，可以有效地在保护电机的情况达到启动电机的效果。
Description
技术领域
本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种电机的控制方法及控制装置。
背景技术
对电机进行闭环控制时，通常是实时采集电机反馈的转速，然后根据电机反馈过来的转速，使用PID算法计算其驱动占空比，再向电机输出pwm信号。通过控制pwm信号的占空比控制驱动电机的驱动电压，从而达到来调节电机转速的目的。
但是，当电机发生堵转时，电机反馈的转速信号为0，或者是去掉电机后，无转速反馈，此时由于控制程序中一直在对电机进行控制，导致PID算法计算出的驱动占空比会比较大，甚至满占空比驱动电机运行。如此，一旦电机恢复正常或电机正常连接，此时由于驱动占空比较大，电机的驱动电压较高，经过电机的电流较大，容易损伤电机。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于现有技术中存在的电机在发生堵转后，或者去掉电机后，电机又恢复正常或正常连接时，经过电机的电流较大，容易损伤电机的问题。从而提供一种电机的控制方法及控制装置。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种电机的控制方法，该控制方法包括：获取电机的驱动电压和电机转速；判断所述驱动电压是否大于第一电压阈值；当驱动电压大于第一电压阈值时，判断所述电机转速是否低于预设转速；当所述电机转速低于预设转速时进行计时，并获取所述电机的第一时间；判断所述第一时间是否大于预设时间；当所述第一时间大于所述预设时间时，判定所述电机堵转，并将所述驱动电压降低至第二电压阈值，所述第二电压阈值小于第一电压阈值。
可选地，所述第二电压阈值为所述电机的启动电压。
可选地，所述电机的一端与供电电源连接，所述电机的另一端与开关管的第一端连接；所述开关管的控制端用于接收pwm信号，所述开关管的第二端接地；通过所述pwm信号的占空比，调节所述电机的驱动电压。
可选地，所述当所述堵转时间大于所述预设时间时，将所述驱动电压降低至第二电压阈值，包括：当所述堵转时间大于所述预设时间时，降低所述pwm信号的占空比，使所述驱动电压降低至所述第二电压阈值。
可选地，所述降低所述pwm信号的占空比，使所述驱动电压降低至所述第二电压阈值，包括：获取所述pwm信号的当前占空比和目标占空比；根据所述目标占空比，将所述pwm信号的当前占空比调节至所述目标占空比，使所述驱动电压降低至所述第二电压阈值。
可选地，所述获取所述pwm信号的目标占空比，包括：根据所述电机转速和PID算法，计算所述pwm信号的目标占空比；
可选地，所述第二占空比的范围为20％-30％。
可选地，所述预设时间的范围为450ms-550ms。
本发明实施例提供了一种电机的控制装置，该控制装置包括：第一获取模块，用于获取电机的驱动电压和电机转速；第一处理模块，用于判断所述驱动电压是否大于第一电压阈值；第二处理模块，用于当驱动电压大于第一电压阈值时，判断所述电机转速是否低于预设转速；第二获取模块，用于当所述电机转速低于预设转速时进行计时，并获取所述电机的第一时间；第三处理模块，用于判断所述第一时间是否大于预设时间；第四处理模块，用于当所述第一时间大于所述预设时间时，判定所述电机堵转，并将所述驱动电压降低至第二电压阈值，所述第二电压阈值小于第一电压阈值。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行任一项所述的控制方法。
本发明技术方案与现有技术相比，具有如下优点：
1.本发明实施例提供了一种电机的控制方法，该控制方法包括：获取电机的驱动电压和电机转速；判断所述驱动电压是否大于第一电压阈值；当驱动电压大于第一电压阈值时，判断所述电机转速是否低于预设转速；当所述电机转速低于预设转速时，获取所述电机的第一时间；判断所述第一时间是否大于预设时间；当所述第一时间大于所述预设时间时，判定所述电机堵转，并将所述驱动电压降低至第二电压阈值，所述第二电压阈值小于第一电压阈值。
如此设置，在驱动电机运行过程中，当驱动电压大于第一电压阈值，且所述电机转速低于预设转速时，开始计算电机的第一时间，当第一时间大于预设时间时，认为电机发生堵转。此时需要降低电机的驱动电压，即采用降压输出，使电机以较低电压进行进行启动。此时电机的驱动电压较低，启动电流较小，可以有效地在保护电机的情况达到启动电机的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通工人来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例控制方法的示意图；
图2为本发明实施例控制装置的示意图；
图3为本发明实施例电机与可控硅以及电源的连接图。
电机M；供电电源VCC；开关管Q。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，本领域普通工人在没有做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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通工人而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
对电机进行闭环控制时，通常是实时采集电机反馈的转速，然后根据电机反馈过来的转速，使用PID算法计算其驱动占空比，再向电机输出pwm信号。通过控制pwm信号的占空比控制驱动电机的驱动电压，从而达到来调节电机转速的目的。
但是，当电机发生堵转时，电机反馈的转速信号为0，或者是去掉电机后，无转速反馈，此时由于控制程序中一直在对电机进行控制，导致PID算法计算出的驱动占空比会比较大，甚至满占空比驱动电机运行。如此，一旦电机恢复正常或电机正常连接，此时由于驱动占空比较大，电机的驱动电压较高，经过电机的电流较大，容易损伤电机。
因此，本发明要解决的技术问题在于现有技术中存在的电机在发生堵转后，或者去掉电机后，电机又恢复正常或正常连接时，经过电机的电流较大，容易损伤电机的问题。从而提供一种电机的控制方法及控制装置。
实施例1
如图1所示，本发明实施例提供了一种电机的控制方法，该控制方法包括：
S1.获取电机M的驱动电压和电机转速；
在对电机M进行闭环控制时，实时采集电机M反馈的电机转速，再根据电机M反馈过来的转速，控制驱动电机M的驱动电压，从而达到来控制电机M的不同转速目的。
S2.判断所述驱动电压是否大于第一电压阈值；
在电机M运转时受到一定阻力时，导致电机转速始终无法达到设定转速时，所以会将驱动电压调节地很大，最后甚至使驱动电压接近额定电压运行，此种属正常情况。所以，需要判断检测到的驱动电压是否大于第一电压阈值。第一电压阈值接近额定电压，但小于额定电压。
S3.当驱动电压大于第一电压阈值时，判断所述电机转速是否低于预设转速；
当驱动电压大于第一电压阈值时，说明电机M可能在运转时受到一定阻力，导致电机转速始终无法达到设定转速，所以使驱动电压接近额定电压运行。所以此情况的出现，还不能准确判断电机M是否发生堵转。因此，需要判断电机转速是否低于预设转速，该预设转速接近与0转速，但大于0转速。
S4.当所述电机转速低于预设转速时进行计时，并获取所述电机M的第一时间；
当电机转速低于预设转速时，说明电机M在运转时确实受到一定阻力，导致电机转速始终无法达到设定转速。为了判断电机M是否发生堵转，就需要判断电机M在“驱动电压大于第一电压阈值”以及“电机转速低于预设转速”情况下的时间，该时间即为电机M的第一时间。
S5.判断所述第一时间是否大于预设时间；
然后，判断第一时间是否大于预设时间。因为，如果电机M仅仅是收到一定阻力，但是属于正常工作，那么电机M在一定时间之后，会恢复正常工作。但是，一旦电机M超过该第一时间，那么可以认定电机M受到了堵转。因为，长时间以较高的驱动电压驱动电机M进行运转时，会产生较大的电机电流，从而极易损伤电机M。
S6.当所述第一时间大于所述预设时间时，判定所述电机M堵转，并将所述驱动电压降低至第二电压阈值，所述第二电压阈值小于第一电压阈值。
当所述第一时间大于所述预设时间时，认为所述电机M发生堵转。所以，此时需要降低电机M的驱动电压，即采用降压输出，调节电机M的驱动电压，使得驱动电压降低至第二电压阈值，电机M以较低电压进行进行启动。在本发明实施例中，第二电压阈值为该电机M的启动电压。此时电机M的驱动电压较低，启动电流较小，可以有效地在保护电机M的情况达到启动电机M的效果。
在本发明实施例中，如图3所示，所述电机M的一端与供电电源VCC连接，所述电机M的另一端与开关管Q的第一端连接，所述开关管Q的控制端用于接收pwm信号，所述开关管Q的第二端接地。如此，可以通过调节所述pwm信号的占空比，进而调节所述电机M的驱动电压。
在本发明实施例中，可以通过降低所述pwm信号的占空比，使所述驱动电压降低至所述第二电压阈值。具体地，可以通过以下步骤实现，步骤具体包括：
S7.获取所述pwm信号的当前占空比和目标占空比；
在电机M进行闭环控制时，通过向电机M输出不同占空比，从而控制驱动电机M的驱动电压，达到来控制电机M的不同转速目的。具体地，以24V直流电机M为例，在电机M两端接上24V的直流电源，电机M会以满速转动，如果将24V电压降至2/3即16V，那么电机M就会以满速的2/3转速运转。由此可知，想要调节电机M的转速，只需要控制电机M两端的电压即可。
当pwm信号为高电平时，三极管导通，使得电机M得电，从而满速运行。当pwm信号为低电平时，三极管截止，电机M两端没有电压，电机M停止转动。通过改变pwm信号占空比可以实现调压，占空比越大，所得到的平均电压也就越大，幅值也就越大；占空比越小，所得到的平均电压也就越小，幅值也就越小。因此，只要改变PWM信号的占空比，就可以改变电机M两端的平均电压，从而实现电机M的调速。
所以，在对电机M的驱动电压进行调节之前，需要获取所述pwm信号的当前占空比和所要将当前占空比调节到的目标占空比。
S8.根据所述目标占空比，将所述pwm信号的当前占空比调节至所述目标占空比，使所述驱动电压降低至所述第二电压阈值。
具体地，可以根据所述电机转速和PID算法，计算所述pwm信号的目标占空比。在获取到目标占空比之后，对pwm信号的当前占空比进行调节，使得驱动电压降低至第二电压阈值。此时启动直流电机M电压低，启动电流小，可以有效的在保护电机M的情况达到启动电机M的效果。在电机M正常运转后，由于闭环控制PID作用，此时的驱动控制电机M的占空比会随着转速进行正常调节作用。
在本发明实施例中，所述目标占空比的范围可以为20％-30％，所述预设时间的范围为450ms-550ms。本领域技术人员可以根据实际情况对目标占空比的范围和预设时间的范围进行调整，本发明实施例仅仅是举例说明，并不加以限制，能够起到相同的技术效果即可。
实施例2
如图2所示，本发明实施例还提供了一种电机M的控制装置，该控制装置包括：
第一获取模块100，用于获取电机M的驱动电压和电机转速；详细内容可参见上述方法实施例的步骤S1的相关描述，在此不再赘述；
第一处理模块200，用于判断所述驱动电压是否大于第一电压阈值；详细内容可参见上述方法实施例的步骤S2的相关描述，在此不再赘述；
第二处理模块300，用于当驱动电压大于第一电压阈值时，判断所述电机转速是否低于预设转速；详细内容可参见上述方法实施例的步骤S3的相关描述，在此不再赘述；
第二获取模块400，用于当所述电机转速低于预设转速时进行计时，并获取所述电机M的第一时间；详细内容可参见上述方法实施例的步骤S4的相关描述，在此不再赘述；
第三处理模块500，用于判断所述第一时间是否大于预设时间；详细内容可参见上述方法实施例的步骤S5的相关描述，在此不再赘述；
第四处理模块600，用于当所述第一时间大于所述预设时间时，判定所述电机M堵转，并将所述驱动电压降低至第二电压阈值，所述第二电压阈值小于第一电压阈值。详细内容可参见上述方法实施例的步骤S6的相关描述，在此不再赘述。
如此设置，在驱动电机M运行过程中，当驱动电压大于第一电压阈值，且所述电机转速低于预设转速时，开始计算电机M的第一时间，当第一时间大于预设时间时，认为电机M发生堵转。此时需要降低电机M的驱动电压，即采用降压输出，使电机M以较低电压进行进行启动。此时电机M的驱动电压较低，启动电流较小，可以有效地在保护电机M的情况达到启动电机M的效果。
实施例3
本发明实施例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存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行任一项所述的控制方法。
其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(HardDisk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通工人来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种电机的控制方法，其特征在于，包括：
获取电机的驱动电压和电机转速；
判断所述驱动电压是否大于第一电压阈值；
当驱动电压大于第一电压阈值时，判断所述电机转速是否低于预设转速；
当所述电机转速低于预设转速时进行计时，并获取所述电机的第一时间；
判断所述第一时间是否大于预设时间；
当所述第一时间大于所述预设时间时，判定所述电机堵转，并将所述驱动电压降低至第二电压阈值，所述第二电压阈值小于第一电压阈值。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述第二电压阈值为所述电机的启动电压。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，
所述电机的一端与供电电源连接，所述电机的另一端与开关管的第一端连接；所述开关管的控制端用于接收pwm信号，所述开关管的第二端接地；
通过所述pwm信号的占空比，调节所述电机的驱动电压。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述通过所述pwm信号的占空比，调节所述电机的驱动电压，包括：
降低所述pwm信号的占空比，使所述驱动电压降低至所述第二电压阈值。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述降低所述pwm信号的占空比，使所述驱动电压降低至所述第二电压阈值，包括：
获取所述pwm信号的当前占空比和目标占空比；
根据所述目标占空比，将所述pwm信号的当前占空比调节至所述目标占空比，使所述驱动电压降低至所述第二电压阈值。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述获取所述pwm信号的目标占空比，包括：
根据所述电机转速和PID算法，计算所述pwm信号的目标占空比。
7.根据权利要求4-6任一项所述的控制方法，其特征在于，所述目标占空比的范围为20％-30％。
8.根据权利要求1-6任一项所述的控制方法，其特征在于，所述预设时间的范围为450ms-550ms。
9.一种电机的控制装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取电机的驱动电压和电机转速；
第一处理模块，用于判断所述驱动电压是否大于第一电压阈值；
第二处理模块，用于当驱动电压大于第一电压阈值时，判断所述电机转速是否低于预设转速；
第二获取模块，用于当所述电机转速低于预设转速时进行计时，并获取所述电机的第一时间；
第三处理模块，用于判断所述第一时间是否大于预设时间；
第四处理模块，用于当所述第一时间大于所述预设时间时，判定所述电机堵转，并将所述驱动电压降低至第二电压阈值，所述第二电压阈值小于第一电压阈值。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1-7任一项所述的控制方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210427 |