CN113162512B - 音圈电机及其控制方法和控制装置 - Google Patents

音圈电机及其控制方法和控制装置 Download PDF

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Abstract

本申请公开了音圈电机及其控制方法和控制装置。其中音圈电机由内线圈模组和外线圈模组构成,内线圈模组设置在外线圈模组内,内线圈模组与外线圈模组间形成可供内线圈模组移动的气隙。音圈电机的控制方法包括:驱动音圈电机的外线圈模组产生外线圈电磁力;根据期望力指令,以及根据音圈电机的执行机构发送的力反馈信息,确定内线圈电流指令;根据内线圈电流指令,驱动音圈电机的内线圈模组产生内线圈电磁力;根据外线圈电磁力和内线圈电磁力,使执行机构产生电机作用力。该技术方案舍弃永磁体,通过采用内外双线圈模组构成的音圈电机,解决了采用永磁体的电机在高温等环境中无法维持稳定的问题,并且实现了内线圈电磁力的闭环控制。

Description

音圈电机及其控制方法和控制装置
技术领域
本申请涉及电机技术领域,尤其涉及音圈电机及其控制方法和控制装置。
背景技术
近年来,在消费电子、半导体、医疗设备等产品组装和生产领域,产品的精密性和复杂度不断提高,对生产设备的作业速度和控制精度的要求日益提高。在需要实施力控制的场景中,音圈电机由于具有响应速度快、控制精度高等优点,在高速高精度设备上的应用越来越广泛。
目前常见的音圈电机通常由永磁体和线圈组成,其中永磁体产生的磁场与通电线圈导体产生的磁场相互作用,从而产生运动。同时,音圈电机结合反馈及控制系统,能够实现精确的控制。
然而,由于永磁体产生的磁场及磁感应强度无法主动控制调节,并且在高温、高热、撞击等场景中容易改变磁场的强弱,因此会影响音圈电机的运动及控制精度。
发明内容
本申请实施例提供了音圈电机及其控制方法和控制装置,以增强音圈电机的环境适应性和稳定性,提高音圈电机的运动和控制精度。
本申请实施例采用下述技术方案:
第一方面,本申请实施例提供一种音圈电机控制方法,采用由内线圈模组和外线圈模组构成的音圈电机,将内线圈模组设置在外线圈模组内,在内线圈模组与外线圈模组间形成可供内线圈模组移动的气隙,该方法还包括:驱动音圈电机的外线圈模组产生外线圈电磁力;根据期望力指令,以及根据音圈电机的执行机构发送的力反馈信息,确定内线圈电流指令;根据内线圈电流指令,驱动音圈电机的内线圈模组产生内线圈电磁力;根据外线圈电磁力和内线圈电磁力,使执行机构产生电机作用力。
在一些实施例中,音圈电机控制方法中,驱动音圈电机的外线圈模组产生外线圈电磁力包括:根据期望力指令确定外线圈力指令;根据外线圈力指令确定外线圈电流指令;获取外线圈电流反馈信息,根据外线圈电流指令和外线圈电流反馈信息确定外线圈驱动指令;根据外线圈驱动指令驱动外线圈模组产生外线圈电磁力。
在一些实施例中,音圈电机控制方法中,根据外线圈力指令确定外线圈电流指令包括:根据外线圈模组的线圈长度、圈数、磁极面积和磁导率,以及外线圈力指令,确定外线圈电流指令。
在一些实施例中,音圈电机控制方法中,根据外线圈电流指令和外线圈电流反馈信息确定外线圈驱动指令包括:根据外线圈电流指令和外线圈电流反馈信息,确定外线圈电流差值;将外线圈电流差值分别与外线圈电流环比例增益、外线圈电流环积分增益及外线圈电流环微分增益进行相应运算,利用得到的各运算值确定外线圈驱动指令。
在一些实施例中,音圈电机控制方法中,根据期望力指令,以及根据音圈电机的执行机构发送的力反馈信息,确定内线圈电流指令包括:根据期望力指令和力反馈信息确定力差值;将力差值分别与力闭环比例增益、力闭环积分增益及力闭环微分增益进行相应运算,利用得到的各运算值和期望力指令,确定内线圈电流指令。
在一些实施例中,音圈电机控制方法中,根据内线圈电流指令,驱动音圈电机的内线圈模组产生内线圈电磁力包括:获取内线圈电流反馈信息;根据内线圈电流指令和内线圈电流反馈信息确定内线圈驱动指令;根据内线圈驱动指令,驱动音圈电机的内线圈模组产生内线圈电磁力。
在一些实施例中,音圈电机控制方法中,根据内线圈电流指令和内线圈电流反馈信息确定内线圈驱动指令包括:根据内线圈电流指令和内线圈电流反馈信息,确定内线圈电流差值;将内线圈电流差值分别与内线圈电流环比例增益、内线圈电流环积分增益及内线圈电流环微分增益进行相应运算,利用得到的各运算值确定内线圈驱动指令。
第二方面,本申请实施例还提供一种音圈电机控制装置,其中音圈电机由内线圈模组和外线圈模组构成,内线圈模组设置在外线圈模组内,内线圈模组与外线圈模组间形成可供内线圈模组移动的气隙;该音圈电机控制装置包括:外线圈控制单元,用于驱动音圈电机的外线圈模组产生外线圈电磁力;内线圈控制单元,用于根据期望力指令,以及根据音圈电机的执行机构发送的力反馈信息,确定内线圈电流指令;以及根据内线圈电流指令,驱动音圈电机的内线圈模组产生内线圈电磁力;执行单元,用于根据外线圈电磁力和内线圈电磁力,使执行机构产生电机作用力。
在一些实施例中,音圈电机控制装置中,外线圈控制单元,用于根据期望力指令确定外线圈力指令;根据外线圈力指令确定外线圈电流指令;获取外线圈电流反馈信息,根据外线圈电流指令和外线圈电流反馈信息确定外线圈驱动指令;根据外线圈驱动指令驱动外线圈模组产生外线圈电磁力。
在一些实施例中,音圈电机控制装置中,外线圈控制单元,用于根据外线圈模组的线圈长度、圈数、磁极面积和磁导率,以及外线圈力指令,确定外线圈电流指令。
在一些实施例中,音圈电机控制装置中,外线圈控制单元,用于根据外线圈电流指令和外线圈电流反馈信息,确定外线圈电流差值;将外线圈电流差值分别与外线圈电流环比例增益、外线圈电流环积分增益及外线圈电流环微分增益进行相应运算,利用得到的各运算值确定外线圈驱动指令。
在一些实施例中,音圈电机控制装置中,内线圈控制单元,用于根据期望力指令和力反馈信息确定力差值;将力差值分别与力闭环比例增益、力闭环积分增益及力闭环微分增益进行相应运算,利用得到的各运算值和期望力指令,确定内线圈电流指令。
在一些实施例中,音圈电机控制装置中,内线圈控制单元,用于获取内线圈电流反馈信息;根据内线圈电流指令和内线圈电流反馈信息确定内线圈驱动指令;根据内线圈驱动指令,驱动音圈电机的内线圈模组产生内线圈电磁力。
在一些实施例中,音圈电机控制装置中,内线圈控制单元,用于根据内线圈电流指令和内线圈电流反馈信息,确定内线圈电流差值;将内线圈电流差值分别与内线圈电流环比例增益、内线圈电流环积分增益及内线圈电流环微分增益进行相应运算,利用得到的各运算值确定内线圈驱动指令。
第三方面,本申请实施例还提供一种音圈电机,包括基座、可移动的内线圈模组、外线圈模组和执行机构;外线圈模组嵌设于基座上,内线圈模组设置在外线圈模组内,内线圈模组与外线圈模组间形成可供内线圈模组移动的气隙;执行机构与内线圈模组连接;外线圈模组可响应于如上任一的音圈电机控制装置而产生外线圈电磁力,内线圈模组可响应于如上任一的音圈电机控制装置而产生内线圈电磁力,从而使执行机构根据外线圈电磁力和内线圈电磁力产生电机作用力。
在一些实施例中,音圈电机中,执行机构的末端设置有力传感器,用于生成力反馈信息并发送给音圈电机控制装置。
本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果:舍弃永磁体,通过采用内外双线圈模组构成的音圈电机,解决了采用永磁体的电机在高温等环境中无法维持稳定的问题,并且通过获取音圈电机的执行机构发送的力反馈信息,联合期望力指令确定内线圈电流指令,最终实现了内线圈电磁力的闭环控制,提高了电机作用力的控制精度和控制范围,从而使得本申请控制的音圈电机能够应用到机器人手指等需要精密控制的场景中。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1示出了根据本申请一个实施例的一种音圈电机的结构示意图;
图2示出了根据本申请一个实施例的一种音圈电机控制方法的流程示意图;
图3示出了根据本申请一个实施例的一种音圈电机控制原理图;
图4示出了根据本申请一个实施例的音圈电机控制装置的结构示意图;
图5示出了根据本申请实施例的一种音圈电机控制系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请的技术构思在于,不采用有永磁体的音圈电机,利用电磁线圈模组实现磁场在多场景下的稳定性,并且通过力闭环来对内线圈模组产生的内线圈电磁力进行控制,提高了执行机构产生的电机作用力的控制精度和控制范围。
以下结合附图,详细说明本申请各实施例提供的技术方案。
图1示出了根据本申请一个实施例的一种音圈电机的结构示意图。如图1所示,音圈电机100包括基座110、可移动的内线圈模组、外线圈模组和执行机构140;其中,外线圈模组嵌设于基座110上,内线圈模组设置在外线圈模组内,内线圈模组与外线圈模组间形成气隙150,可供内线圈模组在其中进行无摩擦运动。执行机构140与内线圈模组连接。
在一些实施例中,外线圈模组和内线圈模组均由铁芯和缠绕在铁芯上的线圈构成,如图1所示,外线圈模组包括外线圈131和外线圈铁芯132,内线圈模组包括内线圈121和内线圈铁芯122。
执行机构140可连接到内线圈铁芯122的末端,由内线圈模组带动运动。在通电后,外线圈模组可产生外线圈电磁力,内线圈模组可产生内线圈电磁力,从而使执行机构140根据外线圈电磁力和内线圈电磁力对外施加电机作用力。内线圈电磁力和外线圈电磁力可根据下面实施例示出的音圈电机控制方法和音圈电机控制装置来实现精确的控制。
在一些实施例中,音圈电机100中,执行机构140的末端设置有力传感器,用于生成力反馈信息并发送给音圈电机控制装置。
图2示出了根据本申请一个实施例的一种音圈电机控制方法的流程示意图,可用于控制上述实施例示出的音圈电机,该音圈电机控制方法可由音圈电机控制装置实现。如图2所示,音圈电机控制方法包括:
步骤S210,驱动音圈电机的外线圈模组产生外线圈电磁力。
在一些实施例中,可以使外线圈模组产生固定的外线圈电磁力,即使外线圈模组产生稳定的电磁场,由此克服了永磁体磁场在在高温、高热、撞击等场景中容易改变的问题。
在另一些实施例中,也可以使外线圈模组产生的外线圈电磁力与内线圈模组产生的内线圈电磁力相适应,以提高内线圈电磁力的控制精度。
步骤S220,根据期望力指令,以及根据音圈电机的执行机构发送的力反馈信息,确定内线圈电流指令。
期望力指令可以指示需要音圈电机产生的电机作用力的大小,即表征电机作用力的期望值。可以根据实际场景的需求来确定具体数值,例如,利用规划软件按照工艺需求来生成期望力指令,如利用的生成期望力指令可以得到一条随时间变化的力指令轨迹。
然而,执行机构产生的电机作用力很难与期望力指令完全匹配,可能存在一定误差,为了提高在精密需求场景下的控制精度,可以采用力闭环控制,即根据期望力指令和力反馈信息,来确定内线圈电流指令。
由于内线圈电磁力是根据内线圈电流大小而变化的,因此,确定了内线圈电流指令,也就能够执行步骤S230,根据内线圈电流指令,驱动音圈电机的内线圈模组产生内线圈电磁力。
步骤S240,根据外线圈电磁力和内线圈电磁力,使执行机构产生电机作用力。根据两类电磁力产生电机作用力的原理与音圈电机的作用原理相同,在此不再赘述。
可见,图2所示的方法,能够对舍弃永磁体、采用内外双线圈模组构成的音圈电机进行有效控制,解决了采用永磁体的音圈电机在高温等环境中无法维持稳定的问题,并且通过获取音圈电机的执行机构发送的力反馈信息,联合期望力指令确定内线圈电流指令,最终实现了内线圈电磁力的闭环控制,提高了电机作用力的控制精度和控制范围,从而使得本申请控制的音圈电机能够应用到机器人手指等需要精密控制的场景中。
在一些实施例中,音圈电机控制方法中,步骤S210还包括:根据期望力指令确定外线圈力指令;根据外线圈力指令确定外线圈电流指令;获取外线圈电流反馈信息,根据外线圈电流指令和外线圈电流反馈信息确定外线圈驱动指令;根据外线圈驱动指令驱动外线圈模组产生外线圈电磁力。
图3示出了根据本申请一个实施例的控制原理图,其中,外线圈电磁力与内线圈电磁力的控制相互独立。
在外线圈电磁力的控制方面,需要先确定外线圈力指令,例如,外线圈力指令Fo可由期望力指令Fr计算得到:Fo=α·Fr,其中,α表示转换系数,即表示外线圈电磁力的期望值与电机作用力的期望值的转换关系。在这种情况下,根据对电机作用力的需求不同,外线圈电磁场也会适应变化,从而方便内线圈电磁力的控制。
然后,将外线圈力指令输入到力开环控制器,生成外线圈电流指令,将生成的外线圈电流指令输入到外线圈电流控制器中,也就是基于与前述实施例相类似的考虑,通过外线圈电流反馈信息来对外线圈电流进行更精确的控制。
外线圈电流控制器根据外线圈电流指令和外线圈电流反馈信息,确定外线圈驱动指令,从而驱动外线圈模组产生外线圈电磁力。
具体地,在一些实施例中,音圈电机控制方法中,根据外线圈力指令确定外线圈电流指令包括:根据外线圈模组的线圈长度、圈数、磁极面积和磁导率,以及外线圈力指令,确定外线圈电流指令。
具体的,采用下述计算公式,来得到外线圈电流指令Io
外线圈电流指令
Figure BDA0002948377020000081
其中,Fo为外线圈力指令,l表示外线圈模组的线圈长度,μ表示磁导率,A表示外线圈模组的磁极面积,N表示外线圈模组的线圈圈数。
在一些实施例中,音圈电机控制方法中,根据外线圈电流指令和外线圈电流反馈信息确定外线圈驱动指令包括:根据外线圈电流指令和外线圈电流反馈信息,确定外线圈电流差值;将外线圈电流差值分别与外线圈电流环比例增益、外线圈电流环积分增益及外线圈电流环微分增益进行相应运算,利用得到的各运算值确定外线圈驱动指令。
具体地,可以根据PID(比例、积分、微分)控制算法来确定外线圈驱动指令,即图3中的外线圈电流控制器可以包含比例控制器、积分控制器和微分控制器。例如,根据外线圈电流指令和外线圈电流反馈信息确定外线圈电流差值ΔIo,则可以采用下述计算公式,来得到外线圈驱动指令Uo
外线圈驱动指令
Figure BDA0002948377020000082
其中,
Figure BDA0002948377020000083
为外线圈电流环比例增益,
Figure BDA0002948377020000084
为外线圈电流环积分增益,
Figure BDA0002948377020000085
为外线圈电流环微分增益。
在一些实施例中,音圈电机控制方法中,步骤S220还包括:根据期望力指令和力反馈信息确定力差值;将力差值分别与力闭环比例增益、力闭环积分增益及力闭环微分增益进行相应运算,利用得到的各运算值和期望力指令,确定内线圈电流指令。
参照图3,期望力指令和力反馈信息输入到力闭环控制器中,得到内线圈电流指令。具体地,力闭环控制器也可以包含比例控制器、积分控制器和微分控制器,根据期望力指令和力反馈信息确定力差值ΔF,则可以采用下述计算公式,来得到内线圈电流指令Ii
内线圈电流指令
Figure BDA0002948377020000091
其中,J为预设的转换系数,Fa为期望力指令,
Figure BDA0002948377020000092
为力闭环比例增益,
Figure BDA0002948377020000093
为力闭环积分增益,
Figure BDA0002948377020000094
为力闭环微分增益。
在一些实施例中,音圈电机控制方法中,步骤S230还包括:获取内线圈电流反馈信息;根据内线圈电流指令和内线圈电流反馈信息确定内线圈驱动指令;根据内线圈驱动指令,驱动音圈电机的内线圈模组产生内线圈电磁力。
参照图3,基于与前述实施例相类似的考虑,通过获取内线圈电流反馈信息,从而对内线圈电流进行更精确的控制,从而使得产生的内线圈电磁力更符合期望值。内线圈电流指令和内线圈电流反馈信息输入到内线圈电流控制器中,得到内线圈驱动指令,从而驱动音圈电机的内线圈模组产生内线圈电磁力。
具体地,在一些实施例中,音圈电机控制方法中,根据内线圈电流指令和内线圈电流反馈信息确定内线圈驱动指令包括:根据内线圈电流指令和内线圈电流反馈信息,确定内线圈电流差值;将内线圈电流差值分别与内线圈电流环比例增益、内线圈电流环积分增益及内线圈电流环微分增益进行相应运算,利用得到的各运算值确定内线圈驱动指令。
参照图3,内线圈电流控制器也可以包含比例控制器、积分控制器和微分控制器,根据内线圈电流指令和内线圈电流反馈信息,确定内线圈电流差值ΔIi;则可以采用下述计算公式,来得到内线圈驱动指令Ui
内线圈驱动指令
Figure BDA0002948377020000095
其中,
Figure BDA0002948377020000096
为内线圈电流环比例增益,
Figure BDA0002948377020000097
为内线圈电流环积分增益,
Figure BDA0002948377020000098
为内线圈电流环微分增益。
根据图3可知,采用外线圈模组和内线圈模组电磁力同步控制的方式,通过控制外线圈电磁力大小,控制外线圈电磁场的磁感应强度,使内线圈电磁力能够处于外线圈电磁场的最优位置,从而提升电机作用力的准确性。
图4示出了根据本申请一个实施例的音圈电机控制装置的结构示意图,该音圈电机控制装置可以控制如上述实施例所述的音圈电机。如图4所示,音圈电机控制装置400包括:
外线圈控制单元410,用于驱动音圈电机的外线圈模组产生外线圈电磁力。
在一些实施例中,可以使外线圈模组产生固定的外线圈电磁力,即使外线圈模组产生稳定的电磁场,由此克服了永磁体磁场在在高温、高热、撞击等场景中容易改变的问题。
在另一些实施例中,也可以使外线圈模组产生的外线圈电磁力与内线圈模组产生的内线圈电磁力相适应,以提高内线圈电磁力的控制精度。
内线圈控制单元420,用于根据期望力指令,以及根据音圈电机的执行机构发送的力反馈信息,确定内线圈电流指令;以及根据内线圈电流指令,驱动音圈电机的内线圈模组产生内线圈电磁力。
期望力指令可以指示需要音圈电机产生的电机作用力的大小,即表征电机作用力的期望值。可以根据实际场景的需求来确定具体数值,例如,利用规划软件按照工艺需求来生成期望力指令,如利用的生成期望力指令可以得到一条随时间变化的力指令轨迹。
然而,执行机构产生的电机作用力很难与期望力指令完全匹配,可能存在一定误差,为了提高在精密需求场景下的控制精度,可以采用力闭环控制,即根据期望力指令和力反馈信息,来确定内线圈电流指令。
由于内线圈电磁力是根据内线圈电流大小而变化的,因此,确定了内线圈电流指令,也就能够驱动音圈电机的内线圈模组产生内线圈电磁力。
执行单元430,用于根据外线圈电磁力和内线圈电磁力,使执行机构产生电机作用力。
可见,图4所示的装置,能够对舍弃永磁体、采用内外双线圈模组构成的音圈电机进行有效控制,解决了采用永磁体的音圈电机在高温等环境中无法维持稳定的问题,并且通过获取音圈电机的执行机构发送的力反馈信息,联合期望力指令确定内线圈电流指令,最终实现了内线圈电磁力的闭环控制,提高了电机作用力的控制精度和控制范围,从而使得本申请控制的音圈电机能够应用到机器人手指等需要精密控制的场景中。
在一些实施例中,音圈电机控制装置中,外线圈控制单元410,用于根据期望力指令确定外线圈力指令;根据外线圈力指令确定外线圈电流指令;获取外线圈电流反馈信息,根据外线圈电流指令和外线圈电流反馈信息确定外线圈驱动指令;根据外线圈驱动指令驱动外线圈模组产生外线圈电磁力。
在一些实施例中,音圈电机控制装置中,外线圈控制单元410,用于根据外线圈模组的线圈长度、圈数、磁极面积和磁导率,以及外线圈力指令,确定外线圈电流指令。
在一些实施例中,音圈电机控制装置中,外线圈控制单元410,用于根据外线圈电流指令和外线圈电流反馈信息,确定外线圈电流差值;将外线圈电流差值分别与外线圈电流环比例增益、外线圈电流环积分增益及外线圈电流环微分增益进行相应运算,利用得到的各运算值确定外线圈驱动指令。
在一些实施例中,音圈电机控制装置中,内线圈控制单元420,用于根据期望力指令和力反馈信息确定力差值;将力差值分别与力闭环比例增益、力闭环积分增益及力闭环微分增益进行相应运算,利用得到的各运算值和期望力指令,确定内线圈电流指令。
在一些实施例中,音圈电机控制装置中,内线圈控制单元420,用于获取内线圈电流反馈信息;根据内线圈电流指令和内线圈电流反馈信息确定内线圈驱动指令;根据内线圈驱动指令,驱动音圈电机的内线圈模组产生内线圈电磁力。
在一些实施例中,音圈电机控制装置中,内线圈控制单元420,用于根据内线圈电流指令和内线圈电流反馈信息,确定内线圈电流差值;将内线圈电流差值分别与内线圈电流环比例增益、内线圈电流环积分增益及内线圈电流环微分增益进行相应运算,利用得到的各运算值确定内线圈驱动指令。
能够理解,上述音圈电机控制装置,能够实现前述实施例中提供的音圈电机控制方法的各个步骤,关于音圈电机控制方法的相关阐释均适用于音圈电机控制装置,此处不再赘述。
图5示出了根据本申请实施例的一种音圈电机控制系统的结构示意图,如图5所示,音圈电机控制系统500包括用于产生期望力指令的指令规划单元510,控制器520,驱动器530,线圈模组540,执行机构550和力传感器560,其中控制器520包含外线圈控制器521和内线圈控制器522,驱动器530包括外线圈驱动器531和内线圈驱动器532,线圈模组540包括外线圈541和内线圈542。可以看出,外线圈控制器521与外线圈驱动器531形成图4中的外线圈控制单元410,内线圈控制器522与内线圈驱动器532形成图4中的内线圈控制单元420。
综上所述,本申请的技术方案,能够对舍弃永磁体、采用内外双线圈模组构成的音圈电机进行有效控制,解决了采用永磁体的音圈电机在高温等环境中无法维持稳定的问题,并且通过获取音圈电机的执行机构发送的力反馈信息,联合期望力指令确定内线圈电流指令,最终实现了内线圈电磁力的闭环控制,提高了电机作用力的控制精度和控制范围,从而使得本申请控制的音圈电机能够应用到机器人手指等需要精密控制的场景中。而且,外线圈电磁场也可以根据实际需求进行控制,使得外线圈电磁力与内线圈电磁力相适应,进一步提高内线圈电磁力的控制精度。
以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种音圈电机控制方法,其特征在于,所述音圈电机舍弃永磁体,通过采用由内线圈模组和外线圈模组构成的音圈电机,将所述内线圈模组设置在所述外线圈模组内,在所述内线圈模组与所述外线圈模组间形成可供所述内线圈模组移动的气隙,该方法还包括:
驱动音圈电机的外线圈模组产生外线圈电磁力;
根据期望力指令,以及根据所述音圈电机的执行机构发送的力反馈信息,确定内线圈电流指令;
根据所述内线圈电流指令,驱动所述音圈电机的内线圈模组产生内线圈电磁力;
根据所述外线圈电磁力和所述内线圈电磁力,使所述执行机构产生电机作用力。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述驱动音圈电机的外线圈模组产生外线圈电磁力包括:
根据所述期望力指令确定外线圈力指令;
根据所述外线圈力指令确定外线圈电流指令;
获取外线圈电流反馈信息,根据所述外线圈电流指令和外线圈电流反馈信息确定外线圈驱动指令;
根据所述外线圈驱动指令驱动所述外线圈模组产生外线圈电磁力。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述外线圈力指令确定外线圈电流指令包括:
根据外线圈模组的线圈长度、圈数、磁极面积和磁导率,以及所述外线圈力指令,确定外线圈电流指令。
4.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述外线圈电流指令和外线圈电流反馈信息确定外线圈驱动指令包括:
根据所述外线圈电流指令和外线圈电流反馈信息,确定外线圈电流差值;
将所述外线圈电流差值分别与外线圈电流环比例增益、外线圈电流环积分增益及外线圈电流环微分增益进行相应运算,利用得到的各运算值确定外线圈驱动指令。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据期望力指令,以及根据所述音圈电机的执行机构发送的力反馈信息,确定内线圈电流指令包括:
根据期望力指令和力反馈信息确定力差值;
将所述力差值分别与力闭环比例增益、力闭环积分增益及力闭环微分增益进行相应运算,利用得到的各运算值和所述期望力指令,确定内线圈电流指令。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述内线圈电流指令,驱动所述音圈电机的内线圈模组产生内线圈电磁力包括:
获取内线圈电流反馈信息;
根据所述内线圈电流指令和所述内线圈电流反馈信息确定内线圈驱动指令;
根据所述内线圈驱动指令,驱动所述音圈电机的内线圈模组产生内线圈电磁力。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述根据所述内线圈电流指令和所述内线圈电流反馈信息确定内线圈驱动指令包括:
根据所述内线圈电流指令和所述内线圈电流反馈信息,确定内线圈电流差值;
将所述内线圈电流差值分别与内线圈电流环比例增益、内线圈电流环积分增益及内线圈电流环微分增益进行相应运算,利用得到的各运算值确定内线圈驱动指令。
8.一种音圈电机控制装置,其特征在于,所述音圈电机舍弃永磁体,由内线圈模组和外线圈模组构成,所述内线圈模组设置在所述外线圈模组内,所述内线圈模组与所述外线圈模组间形成可供所述内线圈模组移动的气隙;该装置包括:
外线圈控制单元,用于驱动音圈电机的外线圈模组产生外线圈电磁力;
内线圈控制单元,用于根据期望力指令,以及根据所述音圈电机的执行机构发送的力反馈信息,确定内线圈电流指令;以及根据所述内线圈电流指令,驱动所述音圈电机的内线圈模组产生内线圈电磁力;
执行单元,用于根据所述外线圈电磁力和所述内线圈电磁力,使所述执行机构产生电机作用力。
9.一种音圈电机,其特征在于,包括基座、可移动的内线圈模组、外线圈模组和执行机构;
所述外线圈模组嵌设于所述基座上,所述内线圈模组设置在所述外线圈模组内,所述内线圈模组与所述外线圈模组间形成可供所述内线圈模组移动的气隙;
所述执行机构与所述内线圈模组连接;
所述外线圈模组可响应于如权利要求8所述的音圈电机控制装置而产生外线圈电磁力,所述内线圈模组可响应于如权利要求8所述的音圈电机控制装置而产生内线圈电磁力,从而使所述执行机构根据所述外线圈电磁力和所述内线圈电磁力产生电机作用力。
10.如权利要求9所述的音圈电机,其特征在于,所述执行机构的末端设置有力传感器,用于生成力反馈信息并发送给所述音圈电机控制装置。
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