CN114301334A - 一种电机调速控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电机调速控制方法及装置，应用于汽车技术领域，该方法在获取驱动电机的当前转速和当前位置之后，根据当前位置确定驱动电机对应的目标调速区间，并获取目标调速区间的调速步长和预存的上一控制周期的目标转速，进一步根据上一控制周期的目标转速与调速步长确定当前控制周期的目标转速，最后根据驱动电机的当前转速和当前控制周期的目标转速调节驱动电机的转速。本方法将驱动电机的完整行程区间划分为软起区间、增速区间、降速区间和软停区间，并在整个行程分区间调速的基础上，针对每一个区间，实现以控制周期为基础的分级调速，将整个调速过程转换为分阶段调速，从而确保调速过程更加平缓，改善用户的使用感受。
Description
技术领域
本发明属于汽车技术领域，尤其涉及一种电机调速控制方法及装置。
背景技术
随着汽车技术的发展，绝大部分车辆都设置有电动车窗、电动天窗等自动闭合部件，驾乘人员只需操作控制按钮，即可实现对相应的闭合部件的运动控制，进而完成车窗的开启或关闭。
在实际应用中，上述闭合部件的运动都是由电机驱动完成的，电机的转速变化直接影响闭合部件的移动速度。发明人研究发现，现有技术中的电机调速控制方法难以实现电机转速的平稳调节，经常出现转速不均匀变化的情况，进而使得相应的闭合部件移动速度不均匀，时快时慢，影响用户的使用感受。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电机调速控制方法及装置，将驱动电机的完整行程区间划分为多个调速区间，并在每一个区间内进行转速调节，确保调速过程更加平缓，改善用户的使用感受，具体方案如下：
第一方面，本发明提供一种电机调速控制方法，包括：
获取驱动电机的当前转速和当前位置；
根据所述当前位置确定所述驱动电机对应的目标调速区间；
其中，所述目标调速区间为划分所述驱动电机的完整行程区间得到的软起区间、增速区间、降速区间和软停区间中的一个；
获取所述目标调速区间的调速步长和预存的上一控制周期的目标转速；
其中，在当前控制周期为首个控制周期的情况下，将预设初始转速作为上一控制周期的目标转速；
根据上一控制周期的目标转速与所述调速步长确定当前控制周期的目标转速；
根据所述驱动电机的当前转速和当前控制周期的目标转速调节所述驱动电机的转速。
可选的，所述驱动电机包括直流纹波电机；
所述获取所述驱动电机的当前转速，包括：
获取所述直流纹波电机的纹波信号；
根据所述纹波信号确定所述直流纹波电机旋转一周对应的纹波信号个数以及单个纹波信号的信号周期；
根据所述纹波信号个数和所述信号周期，确定所述驱动电机的当前转速。
可选的，所述驱动电机包括直流纹波电机；
获取所述驱动电机的当前位置的过程，包括：
获取所述直流纹波电机的纹波信号，并将所述纹波信号转换为方波信号；
统计所述方波信号的当前下降沿个数；
根据下降沿个数与电机位置之间的预设对应关系，确定与所述当前下降沿个数对应的电机位置，得到所述驱动电机的当前位置。
可选的，所述目标调速区间为所述软起区间；
所述获取所述目标调速区间的调速步长，包括：
获取所述软起区间的软起初始转速、软起终止转速、软起总时长以及控制周期的周期时长；
按照如下公式计算所述软起区间的调速步长：
StepSpeed1＝(TargetSpd1-TargetSpdMin1)/Time_Soft_Start×Time_Task；
其中，StepSpeed1表示所述软起区间的调速步长；
TargetSpd1表示所述软起终止转速；
TargetSpdMin1表示所述软起初始转速；
Time_Soft_Start表示所述软起总时长；
Time_Task表示所述控制周期的周期时长；
所述根据上一控制周期的目标转速与所述调速步长确定当前控制周期的目标转速，包括：
按照如下公式计算当前控制周期的目标转速：
Vtarget＝VLasttarget+StepSpeed1；
其中，Vtarget表示当前控制周期的目标转速；
VLasttarget表示上一控制周期的目标转速。
可选的，所述目标调速区间为所述软停区间；
所述获取所述目标调速区间的调速步长，包括：
获取所述软停区间的软停初始转速、软停终止转速、软停总时长以及控制周期的周期时长；
按照如下公式计算所述软停区间的调速步长：
StepSpeed2＝(TargetSpd2-TargetSpdMin2)/Time_Soft_Stop×Time_Task；
其中，StepSpeed2表示所述软停区间的调速步长；
TargetSpd2表示所述软停初始转速；
TargetSpdMin2表示所述软停终止转速；
Time_Soft_Stop表示所述软停总时长；
Time_Task表示所述控制周期的周期时长；
所述根据上一控制周期的目标转速与所述调速步长确定当前控制周期的目标转速，包括：
Vtarget＝VLasttarget–StepSpeed2
其中，Vtarget表示当前控制周期的目标转速；
VLasttarget表示上一控制周期的目标转速。
可选的，所述目标调速区间为所述增速区间；
所述获取所述目标调速区间的调速步长，包括：
获取所述增速区间的增速初始转速、增速终止转速、增速总时长以及控制周期的周期时长；
按照如下公式计算所述增速区间的调速步长：
StepSpeed3＝(TargetSpdR1-TargetSpdR2)/Time_Switch×Time_Task；
其中，StepSpeed3表示所述增速区间的调速步长；
TargetSpdR2表示所述增速初始转速；
TargetSpdR1表示所述增速终止转速；
Time_Switch表示所述增速总时长；
Time_Task表示所述控制周期的周期时长；
所述根据上一控制周期的目标转速与所述调速步长确定当前控制周期的目标转速，包括：
Vtarget＝VLasttarget+StepSpeed3；
其中，Vtarget表示当前控制周期的目标转速；
VLasttarget表示上一控制周期的目标转速。
可选的，所述目标调速区间为所述降速区间；
所述获取所述目标调速区间的调速步长，包括：
获取所述降速区间的降速初始转速、降速终止转速、降速总时长以及控制周期的周期时长；
按照如下公式计算所述降速区间的调速步长：
StepSpeed4＝(TargetSpdD1-TargetSpdD2)/Time_Slow_Down×Time_Task；
其中，StepSpeed4表示所述降速区间的调速步长；
TargetSpdD1表示所述降速初始转速；
TargetSpdD2表示所述降速终止转速；
Time_Slow_Down表示所述增速总时长；
Time_Task表示所述控制周期的周期时长；
所述根据上一控制周期的目标转速与所述调速步长确定当前控制周期的目标转速，包括：
Vtarget＝VLasttarget-StepSpeed4；
其中，Vtarget表示当前控制周期的目标转速；
VLasttarget表示上一控制周期的目标转速。
可选的，所述根据所述驱动电机的当前转速和当前控制周期的目标转速调节所述驱动电机的转速，包括：
调用闭环控制器；
将所述驱动电机的当前转速与当前控制周期的目标转速之差输入所述闭环控制器，得到所述驱动电机的控制信号；
按照所述控制信号调节所述驱动电机的转速。
可选的，所述根据所述当前位置确定所述驱动电机对应的目标调速区间，包括：
获取所述软停区间的预设停止位置、软停距离；
按照如下公式确定所述软停区间的软停起始位置：
Pos_Soft_Stop＝Pos_Stop+Dis_Soft_Stop；
其中，Pos_Soft_Stop表示所述软停起始位置；
Pos_Stop表示所述预设停止位置；
Dis_Soft_Stop表示所述软停距离；
若所述当前位置达到所述软停起始位置，确定所述软停区间为目标调速区间。
第二方面，本发明提供一种电机调速控制装置，包括：
第一获取单元，用于获取驱动电机的当前转速和当前位置；
第一确定单元，用于根据所述当前位置确定所述驱动电机对应的目标调速区间；
其中，所述目标调速区间为划分所述驱动电机的完整行程区间得到的软起区间、增速区间、降速区间和软停区间中的一个；
第二获取单元，用于获取所述目标调速区间的调速步长和预存的上一控制周期的目标转速；
其中，在当前控制周期为首个控制周期的情况下，将预设初始转速作为上一控制周期的目标转速；
第二确定单元，用于根据上一控制周期的目标转速与所述调速步长确定当前控制周期的目标转速；
调节单元，用于根据所述驱动电机的当前转速和当前控制周期的目标转速调节所述驱动电机的转速。
基于上述技术方案，本发明提供的电机调速控制方法，在获取驱动电机的当前转速和当前位置之后，根据当前位置确定驱动电机对应的目标调速区间，并获取目标调速区间的调速步长和预存的上一控制周期的目标转速，进一步根据上一控制周期的目标转速与调速步长确定当前控制周期的目标转速，最后根据驱动电机的当前转速和当前控制周期的目标转速调节驱动电机的转速。本发明提供的控制方法，将驱动电机的完整行程区间划分为软起区间、增速区间、降速区间和软停区间，并在任一区间内，以上一控制周期的目标转速为基础，根据上一控制周期的目标转速和计算得到的调速步长确定当前控制周期的目标转速，在整个行程分区间调速的基础上，针对每一个区间，实现以控制周期为基础的分级调速，将整个调速过程转换为分阶段调速，从而确保调速过程更加平缓，改善用户的使用感受。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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例，对于本领域普通技术人员来讲，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是本发明实施例提供的一种电机调速控制方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的纹波信号与方波信号对应关系的示意图；
图3是本发明实施例提供的调速区间驱动电机转速变化示意图；
图4是本发明实施例提供的一种电机调速控制装置的结构框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
本发明提供的电机调速控制方法，可以应用于车辆上由电机驱动的相关系统中，比如，可以应用于车窗控制系统、天窗控制系统以及电动座椅控制系统等系统中，并具体应用于相应系统的系统控制器之中。当然，在某些情况下，也可以应用于车辆中其他能够对电机的工作过程进行控制的控制器，比如整车控制器等。
参见图1，图1是本发明实施例提供的一种电机调速控制方法的流程图，本实施例提供的电机调速控制方法的流程，可以包括：
S100、获取驱动电机的当前转速和当前位置。
首先需要说明的是，本发明实施例提供的电机调速控制方法是按照预设的控制周期重复执行的，比如，在应用于车窗控制系统时，车窗玻璃从全闭位置移动到全开位置的整个过程中，需要执行重复的执行若干次本发明提供的控制方法。基于此，本实施例中述及的当前控制周期即指正在执行的控制周期，而上一控制周期则指与当前控制周期相邻，且在时序上位于当前控制周期之前的控制周期。相应的，驱动电机的当前转速即指驱动电机在当前控制周期内的当前时刻的转速，当前位置即指驱动电机在当前控制周期内当前时刻的位置。
可选的，在驱动电机选用直流纹波电机的情况下，可以基于直流纹波电机提供的纹波信号确定驱动电机的当前转速和当前位置。结合直流纹波电机的工作原理可知，直流纹波电机在换向过程中，电刷与换向器的接触电阻会发生变化，进而产生纹波信号，而且纹波信号与电机转动的旋转周期具有直接且确定的对应关系，相应的，在直流纹波电机应用于具体的应用场景中时，整个行程对应的纹波信号数量也就是确定的，基于此，获取波纹信号的个数，即可直接确定驱动电机在整个行程中的位置。
基于上述内容，首先获取直流纹波电机的纹波信号，然后即可按照图2所示的纹波信号与方波信号的对应关系，将纹波信号转换为方波信号，然后，统计方波信号的当前下降沿个数，然后根据下降沿个数与电机位置之间的预设对应关系，确定与当前下降沿个数对应的电机位置，得到驱动电机的当前位置。可选的，在应用于车窗控制系统或天窗控制系统时，往往将车窗或门窗的上止点设置为0点，在车窗或门窗向开启方向移动时对应电机位置增加，在车窗或门窗向关闭方向移动时，对应电机位置减少。
需要说明的是，对于下降沿个数与电机位置之间的预设对应关系，以及纹波信号与方波信号之间的转换，均可以基于相关技术实现，本发明对此不作限定。
相应的，在驱动电机选用直流纹波电机的情况下，对于当前转速的计算，同样可以基于纹波信号实现。结合图2所示，在获取直流纹波电机的纹波信号之后，根据纹波信号确定直流纹波电机旋转一周对应的纹波信号个数以及单个纹波信号的信号周期(基于纹波信号与方波信号之间的对应关系实现)，然后根据纹波信号个数和信号周期，确定驱动电机的当前转速。
具体的，可以按照如下公式计算：
其中，n表示驱动电机的当前转速；
ω表示驱动电机的角速度；
M表示驱动电机旋转一致对应的纹波信号个数；
t表示单个纹波信号的信号周期。
S110、根据当前位置确定驱动电机对应的目标调速区间。
为了实现驱动电机在其整个行程区间范围内的分阶段调速，本发明实施例提供的电机调速控制方法，将驱动电机对应的完整行程区间划分为软起区间、增速区间、降速区间以及软停区间，其中，在软起区间和增速区间内，驱动电机的转速在整体上处于上升状态，相应的，在降速区间和软停区间内，驱动电机的转速在整体上处于下降状态。本发明实施例述及的目标调速区间可以是前述四个调速区间中的任意一个。可以理解的是，在一个完整的控制过程中，会依次经过软起区间、增速区间、降速区间以及软停区间，在后续实施例中，将按照这一顺序对相关步骤的具体实现过程进行展开。
具体的，对于软起区间，由于驱动电机在软起区间的起始位置往往是确定的，因此，可以预设软起初始位置以及预设软起终止位置，预设软起初始位置和预设软起终止位置之间对应的行程区间即软起区间。基于此，在获取驱动电机的当前位置之后，如果驱动电机的当前位置达到或超过该预设软起初始位置，且未超过预设软起终止位置，则可以确定驱动电机当前处于软起区间，软起区间为目标调速区间。
可选的，对于增速区间，可以参照软起区间，预设增速初始位置和预设增速终止位置，在获取驱动电机的当前位置之后，如果驱动电机的当前位置达到或超过该预设增速初始位置，且未超过预设增速终止位置，则可以确定驱动电机当前处于增速区间，增速区间为目标调速区间。
进一步的，对于降速区间，本发明实施例提供另外一种判断方法。具体的，首先根据实际的调节需求，在驱动电机的整个行程中指定一个预设降速终止位置，同时指定一个预设降速距离，在此前提下，按照如下公式计算确定降速区间对应的降速初始位置：
Pos_Soft_Slow_Down＝Pos_Slow_Down+Dis_Slow_Down；
其中，Pos_Soft_Slow_Down降速区间的降速初始位置；
Pos_Slow_Down表示降速区间的预设降速终止位置；
Dis_Slow_Down表示降速区间的预设降速距离。
在根据上述公式计算得到降速初始位置之后，如果驱动电机的当前位置达到或超过该降速初始位置，且未超过预设降速终止位置，则可以确定驱动电机当前处于降速区间，降速区间为目标调速区间。
与降速区间类似，对于软停区间，需要根据驱动电机的实际行程区间中指定一个预设停止位置，当然，该预设停止位置是与车窗等部件的移动过程密切相关的，同时，还需要确定一个软停距离，即在该距离内进行软停控制。在此前提下，按照如下公式确定软停区间的软停起始位置：
Pos_Soft_Stop＝Pos_Stop+Dis_Soft_Stop；
其中，Pos_Soft_Stop表示软停起始位置；
Pos_Stop表示预设停止位置；
Dis_Soft_Stop表示软停距离；
如果当前位置达到软停起始位置，即可确定软停区间为目标调速区间。当然，在驱动电机处于软停起始位置和预设停止位置之前时，同样可以确定软停区间为目标调速区间。
S120、获取目标调速区间的调速步长和预存的上一控制周期的目标转速。
在任一控制周期结束时，都需要存储本控制周期对应的目标转速，用于下一控制周期计算目标转速时使用。基于此，当前控制周期只需到预设的存储位置获取预存的上一控制周期的目标转速即可，相应的，在当前控制周期结束时，同样需要将当前控制周期的目标转速存储至给预设的存储位置。需要说明的是，如果当前控制周期为首个控制周期，可以将预设初始转速作为上一控制周期的目标转速使用，至于预设初始转速的具体取值，可以结合实际应用中的具体控制需求选择，本发明对此不做限定。
下面结合图3所示的不同调速区间内驱动电机转速变化过程，对不同调速区间作为目标调速区间情况下调速步长的确定过程进行介绍：
需要提前说明的是，对于任一预设调速区间而言，其对应的初始转速、终止转速、调控的总时长以及控制周期的周期时长，都是可以提前设置的，在本步骤中直接获取即可。
具体的，在目标调速区间为软起区间的情况下，获取软起区间的调速步长的过程如下：
获取软起区间的软起初始转速、软起终止转速、软起总时长以及控制周期的周期时长；
按照如下公式计算软起区间的调速步长：
StepSpeed1＝(TargetSpd1-TargetSpdMin1)/Time_Soft_Start×Time_Task；
其中，StepSpeed1表示软起区间的调速步长；
TargetSpd1表示软起终止转速；
TargetSpdMin1表示软起初始转速；
Time_Soft_Start表示软起总时长；
Time_Task表示控制周期的周期时长。
在目标调速区间为增速区间的情况下，获取增速区间的调速步长的过程如下：
获取增速区间的增速初始转速、增速终止转速、增速总时长以及控制周期的周期时长，并按照如下公式计算增速区间的调速步长：
StepSpeed3＝(TargetSpdR1-TargetSpdR2)/Time_Switch×Time_Task；
其中，StepSpeed3表示增速区间的调速步长；
TargetSpdR2表示增速初始转速，可选的，结合图3所示，在实际应用中，增速区间的增速初始转速可以和软起区间的软起终止转速选择相同的转速值。
TargetSpdR1表示增速终止转速；
Time_Switch表示增速总时长；
Time_Task表示控制周期的周期时长。
在目标调速区间为降速区间的情况下，获取降速区间的调速步长的过程，可以包括：
获取降速区间的降速初始转速、降速终止转速、降速总时长以及控制周期的周期时长；
按照如下公式计算降速区间的调速步长：
StepSpeed4＝(TargetSpdD1-TargetSpdD2)/Time_Slow_Down×Time_Task；
其中，StepSpeed4表示降速区间的调速步长；
TargetSpdD1表示降速初始转速，可选的，结合图3所示，在实际应用中，降速区间的降速初始转速可以和增速区间的增速终止转速取相同的转速值。
进一步的，图3中还示例性给出驱动电机开始降速的降速初始位置Pos_Soft_Slow_Down；
TargetSpdD2表示降速终止转速，其对应的驱动电机的预设降速终止位置即Pos_Slow_Down；
Time_Slow_Down表示增速总时长；
Time_Task表示控制周期的周期时长。
可选的，在目标调速区间为软停区间的情况下，获取目标调速区间的调速步长的过程，包括：
获取软停区间的软停初始转速、软停终止转速、软停总时长以及控制周期的周期时长，并按照如下公式计算软停区间的调速步长：
StepSpeed2＝(TargetSpd2-TargetSpdMin2)/Time_Soft_Stop×Time_Task；
其中，StepSpeed2表示软停区间的调速步长；
TargetSpd2表示软停初始转速，其对应的位置为软停起始位置Pos_Soft_Stop，同样如图3所示，在实际应用中，降速区间的降速终止转速可以和软停区间的软停初始转速取相同的转速值。
TargetSpdMin2表示软停终止转速，其对应的位置为预设停止位置Pos_Stop；
Time_Soft_Stop表示软停总时长；
Time_Task表示控制周期的周期时长。
S130、根据上一控制周期的目标转速与调速步长确定当前控制周期的目标转速。
如前所述，驱动电机完整的行程区间划分为软停区间、增速区间、降速区间和软停区间，其中，在软起区间和增速区间内，驱动电机的转速变化趋势是一致的，都处于上升趋势；在软停区间和降速区间内，驱动电机的转速变化趋势是一致的，都处于下降趋势。
基于上述内容，在不同的调速区间作为目标调速区间情况下，当前控制周期的目标转速的计算是不同的。
具体的，在软起区间作为目标调速区间的情况下，按照如下公式计算当前控制周期的目标转速：
Vtarget＝VLasttarget+StepSpeed1；
其中，Vtarget表示当前控制周期的目标转速；
VLasttarget表示上一控制周期的目标转速。
在增速区间作为目标调速区间的情况下，按照如下公式计算当前控制周期的目标转速：
Vtarget＝VLasttarget+StepSpeed3；
其中，Vtarget表示当前控制周期的目标转速；
VLasttarget表示上一控制周期的目标转速。
在降速区间作为目标调速区间的情况下，按照如下公式计算当前控制周期的目标转速：
Vtarget＝VLasttarget-StepSpeed4；
其中，Vtarget表示当前控制周期的目标转速；
VLasttarget表示上一控制周期的目标转速。
在软停区间作为目标调速区间的情况下，按照如下公式计算当前控制周期的目标转速：
Vtarget＝VLasttarget–StepSpeed2
其中，Vtarget表示当前控制周期的目标转速；
VLasttarget表示上一控制周期的目标转速。
S140、根据驱动电机的当前转速和当前控制周期的目标转速调节驱动电机的转速。
可选的，经过前述步骤，已经确定得到目标调速区间对应的目标转速，本步骤的主要作用就是将驱动电机的实际转速调节至该目标转速。
在得到驱动电机的当前转速之后，调用闭环控制器，将驱动电机的当前转速与当前控制周期的目标转速之差输入闭环控制器进行闭环控制，即可得到驱动电机的控制信号，按照所得控制信号调节驱动电机的转速即可。
可选的，该闭环控制器可以选用PI控制器，即比例积分控制器，具体的，PI控制器可以采用如下公式表示：
U(t)＝Kp(e(t)+Ki∫e(t)dt)；
其中，Kp为比例环节调节参数，Kp的主要作用是使得转速在一定的时间内达到目标转速，并且不会有过大的超调，具体的参数，是在一定数量的样本上，通过仿真，标定得到，比例环节反映了控制系统的偏差信号，偏差一旦产生，PI控制器立即产生控制作用，以减少偏差。通常随着参数Kp的加大，闭环系统的超调量加大，系统响应速度加快，但是当增加到一定程度，系统会变得不稳定。
Ki为积分环节调节参数，Ki的主要作用是消除静态误差，具体的参数，是在一定数量的样本上，通过仿真，标定得到，积分环节主要用于消除静差，提高系统的无差度。积分作用的强弱取决于积分常数Ki，积分常数越大，积分作用越弱，反之越强。闭环系统的超调量越小，系统的响应速度变慢。
U(t)表示闭环控制器的最终输出，输出占空比信号用作PWM控制，采用MOSEFET全桥驱动电路构成PWM的控制器，根据占空比的输出，转换成高低电平控制电机运动，实现电机闭环控制。
通过分级调速策略，并结合PI控制策略，能够实现车窗的多级调速以及软起和软停的功能。相比于目前的开环控制策略，PI调节具有响应时间短，静态误差小的优点，使得车窗运行的可控性增强。同时，PI控制的调速方式降低了车窗运行过程中的噪声，优化了车窗的一些功能性要求。
综上所述，本发明提供的控制方法，将驱动电机的完整行程区间划分为软起区间、增速区间、降速区间和软停区间，并在任一区间内，以上一控制周期的目标转速为基础，根据上一控制周期的目标转速和计算得到的调速步长确定当前控制周期的目标转速，在整个行程分区间调速的基础上，针对每一个区间，实现以控制周期为基础的分级调速，将整个调速过程转换为分阶段调速，从而确保调速过程更加平缓，改善用户的使用感受。
进一步的，基于直流纹波电机的纹波信号实现上述控制过程的情况下，相比于现有技术中霍尔传感器实现的调速控制方法，不再需要设置霍尔传感器和相应的连接线束，控制成本更低。
驱动电机的软起过程、软停过程以及增速、降速的控制过程，使得电机运行过程更加平稳，整体上功能性更加丰富，进一步提升了用户的使用感受。
下面对本发明实施例提供的电机调速控制装置进行介绍，下文描述的电机调速控制装置可以认为是为实现本发明实施例提供的电机调速控制方法，在中央设备中需设置的功能模块架构；下文描述内容可与上文相互参照。
图4为本发明实施例提供的一种电机调速控制装置的结构框图，参照图4，该装置可以包括：
第一获取单元，用于获取驱动电机的当前转速和当前位置；
第一确定单元，用于根据当前位置确定驱动电机对应的目标调速区间；
其中，目标调速区间为划分驱动电机的完整行程区间得到的软起区间、增速区间、降速区间和软停区间中的一个；
第二获取单元，用于获取目标调速区间的调速步长和预存的上一控制周期的目标转速；
其中，在当前控制周期为首个控制周期的情况下，将预设初始转速作为上一控制周期的目标转速；
第二确定单元，用于根据上一控制周期的目标转速与调速步长确定当前控制周期的目标转速；
调节单元，用于根据驱动电机的当前转速和当前控制周期的目标转速调节驱动电机的转速。
可选的，驱动电机包括直流纹波电机；
第一获取单元10，用于获取驱动电机的当前转速，包括：
获取直流纹波电机的纹波信号；
根据纹波信号确定直流纹波电机旋转一周对应的纹波信号个数以及单个纹波信号的信号周期；
根据纹波信号个数和信号周期，确定驱动电机的当前转速。
可选的，驱动电机包括直流纹波电机；
第一获取单元10，用于获取驱动电机的当前位置的过程，包括：
获取直流纹波电机的纹波信号，并将纹波信号转换为方波信号；
统计方波信号的当前下降沿个数；
根据下降沿个数与电机位置之间的预设对应关系，确定与当前下降沿个数对应的电机位置，得到驱动电机的当前位置。
可选的，目标调速区间为软起区间；
第二获取单元30，用于获取目标调速区间的调速步长，包括：
获取软起区间的软起初始转速、软起终止转速、软起总时长以及控制周期的周期时长；
按照如下公式计算软起区间的调速步长：
StepSpeed1＝(TargetSpd1-TargetSpdMin1)/Time_Soft_Start×Time_Task；
其中，StepSpeed1表示软起区间的调速步长；
TargetSpd1表示软起终止转速；
TargetSpdMin1表示软起初始转速；
Time_Soft_Start表示软起总时长；
Time_Task表示控制周期的周期时长；
第二确定单元40，用于根据上一控制周期的目标转速与调速步长确定当前控制周期的目标转速，包括：
按照如下公式计算当前控制周期的目标转速：
Vtarget＝VLasttarget+StepSpeed1；
其中，Vtarget表示当前控制周期的目标转速；
VLasttarget表示上一控制周期的目标转速。
可选的，目标调速区间为软停区间；
第二获取单元30，用于获取目标调速区间的调速步长，包括：
获取软停区间的软停初始转速、软停终止转速、软停总时长以及控制周期的周期时长；
按照如下公式计算软停区间的调速步长：
StepSpeed2＝(TargetSpd2-TargetSpdMin2)/Time_Soft_Stop×Time_Task；
其中，StepSpeed2表示软停区间的调速步长；
TargetSpd2表示软停初始转速；
TargetSpdMin2表示软停终止转速；
Time_Soft_Stop表示软停总时长；
Time_Task表示控制周期的周期时长；
第二确定单元40，用于根据上一控制周期的目标转速与调速步长确定当前控制周期的目标转速，包括：
Vtarget＝VLasttarget–StepSpeed2
其中，Vtarget表示当前控制周期的目标转速；
VLasttarget表示上一控制周期的目标转速。
可选的，目标调速区间为增速区间；
第二获取单元30，用于获取目标调速区间的调速步长，包括：
获取增速区间的增速初始转速、增速终止转速、增速总时长以及控制周期的周期时长；
按照如下公式计算增速区间的调速步长：
StepSpeed3＝(TargetSpdR1-TargetSpdR2)/Time_Switch×Time_Task；
其中，StepSpeed3表示增速区间的调速步长；
TargetSpdR2表示增速初始转速；
TargetSpdR1表示增速终止转速；
Time_Switch表示增速总时长；
Time_Task表示控制周期的周期时长；
第二确定单元40，用于根据上一控制周期的目标转速与调速步长确定当前控制周期的目标转速，包括：
Vtarget＝VLasttarget+StepSpeed3；
其中，Vtarget表示当前控制周期的目标转速；
VLasttarget表示上一控制周期的目标转速。
可选的，目标调速区间为降速区间；
第二获取单元30，用于获取目标调速区间的调速步长，包括：
获取降速区间的降速初始转速、降速终止转速、降速总时长以及控制周期的周期时长；
按照如下公式计算降速区间的调速步长：
StepSpeed4＝(TargetSpdD1-TargetSpdD2)/Time_Slow_Down×Time_Task；
其中，StepSpeed4表示降速区间的调速步长；
TargetSpdD1表示降速初始转速；
TargetSpdD2表示降速终止转速；
Time_Slow_Down表示增速总时长；
Time_Task表示控制周期的周期时长；
第二确定单元40，用于根据上一控制周期的目标转速与调速步长确定当前控制周期的目标转速，包括：
Vtarget＝VLasttarget-StepSpeed4；
其中，Vtarget表示当前控制周期的目标转速；
VLasttarget表示上一控制周期的目标转速。
可选的，调节单元50，用于根据驱动电机的当前转速和当前控制周期的目标转速调节驱动电机的转速，包括：
调用闭环控制器；
将驱动电机的当前转速与当前控制周期的目标转速之差输入闭环控制器，得到驱动电机的控制信号；
按照控制信号调节驱动电机的转速。
可选的，第一确定单元20，用于根据当前位置确定驱动电机对应的目标调速区间，包括：
获取软停区间的预设停止位置、软停距离；
按照如下公式确定软停区间的软停起始位置：
Pos_Soft_Stop＝Pos_Stop+Dis_Soft_Stop；
其中，Pos_Soft_Stop表示软停起始位置；
Pos_Stop表示预设停止位置；
Dis_Soft_Stop表示软停距离；
若当前位置达到软停起始位置，确定软停区间为目标调速区间。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的核心思想或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种电机调速控制方法，其特征在于，包括：
获取驱动电机的当前转速和当前位置；
根据所述当前位置确定所述驱动电机对应的目标调速区间；
其中，所述目标调速区间为划分所述驱动电机的完整行程区间得到的软起区间、增速区间、降速区间和软停区间中的一个；
获取所述目标调速区间的调速步长和预存的上一控制周期的目标转速；
其中，在当前控制周期为首个控制周期的情况下，将预设初始转速作为上一控制周期的目标转速；
根据上一控制周期的目标转速与所述调速步长确定当前控制周期的目标转速；
根据所述驱动电机的当前转速和当前控制周期的目标转速调节所述驱动电机的转速。
2.根据权利要求1所述的电机调速控制方法，其特征在于，所述驱动电机包括直流纹波电机；
所述获取所述驱动电机的当前转速，包括：
获取所述直流纹波电机的纹波信号；
根据所述纹波信号确定所述直流纹波电机旋转一周对应的纹波信号个数以及单个纹波信号的信号周期；
根据所述纹波信号个数和所述信号周期，确定所述驱动电机的当前转速。
3.根据权利要求1所述的电机调速控制方法，其特征在于，所述驱动电机包括直流纹波电机；
获取所述驱动电机的当前位置的过程，包括：
获取所述直流纹波电机的纹波信号，并将所述纹波信号转换为方波信号；
统计所述方波信号的当前下降沿个数；
根据下降沿个数与电机位置之间的预设对应关系，确定与所述当前下降沿个数对应的电机位置，得到所述驱动电机的当前位置。
4.根据权利要求1所述的电机调速控制方法，其特征在于，所述目标调速区间为所述软起区间；
所述获取所述目标调速区间的调速步长，包括：
获取所述软起区间的软起初始转速、软起终止转速、软起总时长以及控制周期的周期时长；
按照如下公式计算所述软起区间的调速步长：
StepSpeed1＝(TargetSpd1-TargetSpdMin1)/Time_Soft_Start×Time_Task；
其中，StepSpeed1表示所述软起区间的调速步长；
TargetSpd1表示所述软起终止转速；
TargetSpdMin1表示所述软起初始转速；
Time_Soft_Start表示所述软起总时长；
Time_Task表示所述控制周期的周期时长；
所述根据上一控制周期的目标转速与所述调速步长确定当前控制周期的目标转速，包括：
按照如下公式计算当前控制周期的目标转速：
Vtarget＝VLasttarget+StepSpeed1；
其中，Vtarget表示当前控制周期的目标转速；
VLasttarget表示上一控制周期的目标转速。
5.根据权利要求1所述的电机调速控制方法，其特征在于，所述目标调速区间为所述软停区间；
所述获取所述目标调速区间的调速步长，包括：
获取所述软停区间的软停初始转速、软停终止转速、软停总时长以及控制周期的周期时长；
按照如下公式计算所述软停区间的调速步长：
StepSpeed2＝(TargetSpd2-TargetSpdMin2)/Time_Soft_Stop×Time_Task；
其中，StepSpeed2表示所述软停区间的调速步长；
TargetSpd2表示所述软停初始转速；
TargetSpdMin2表示所述软停终止转速；
Time_Soft_Stop表示所述软停总时长；
Time_Task表示所述控制周期的周期时长；
所述根据上一控制周期的目标转速与所述调速步长确定当前控制周期的目标转速，包括：
Vtarget＝VLasttarget–StepSpeed2
其中，Vtarget表示当前控制周期的目标转速；
VLasttarget表示上一控制周期的目标转速。
6.根据权利要求1所述的电机调速控制方法，其特征在于，所述目标调速区间为所述增速区间；
所述获取所述目标调速区间的调速步长，包括：
获取所述增速区间的增速初始转速、增速终止转速、增速总时长以及控制周期的周期时长；
按照如下公式计算所述增速区间的调速步长：
StepSpeed3＝(TargetSpdR1-TargetSpdR2)/Time_Switch×Time_Task；
其中，StepSpeed3表示所述增速区间的调速步长；
TargetSpdR2表示所述增速初始转速；
TargetSpdR1表示所述增速终止转速；
Time_Switch表示所述增速总时长；
Time_Task表示所述控制周期的周期时长；
所述根据上一控制周期的目标转速与所述调速步长确定当前控制周期的目标转速，包括：
Vtarget＝VLasttarget+StepSpeed3；
其中，Vtarget表示当前控制周期的目标转速；
VLasttarget表示上一控制周期的目标转速。
7.根据权利要求1所述的电机调速控制方法，其特征在于，所述目标调速区间为所述降速区间；
所述获取所述目标调速区间的调速步长，包括：
获取所述降速区间的降速初始转速、降速终止转速、降速总时长以及控制周期的周期时长；
按照如下公式计算所述降速区间的调速步长：
StepSpeed4＝(TargetSpdD1-TargetSpdD2)/Time_Slow_Down×Time_Task；
其中，StepSpeed4表示所述降速区间的调速步长；
TargetSpdD1表示所述降速初始转速；
TargetSpdD2表示所述降速终止转速；
Time_Slow_Down表示所述增速总时长；
Time_Task表示所述控制周期的周期时长；
所述根据上一控制周期的目标转速与所述调速步长确定当前控制周期的目标转速，包括：
Vtarget＝VLasttarget-StepSpeed4；
其中，Vtarget表示当前控制周期的目标转速；
VLasttarget表示上一控制周期的目标转速。
8.根据权利要求1-7任一所述的电机调速控制方法，其特征在于，所述根据所述驱动电机的当前转速和当前控制周期的目标转速调节所述驱动电机的转速，包括：
调用闭环控制器；
将所述驱动电机的当前转速与当前控制周期的目标转速之差输入所述闭环控制器，得到所述驱动电机的控制信号；
按照所述控制信号调节所述驱动电机的转速。
9.根据权利要求1-7任一所述的电机调速控制方法，其特征在于，所述根据所述当前位置确定所述驱动电机对应的目标调速区间，包括：
获取所述软停区间的预设停止位置、软停距离；
按照如下公式确定所述软停区间的软停起始位置：
Pos_Soft_Stop＝Pos_Stop+Dis_Soft_Stop；
其中，Pos_Soft_Stop表示所述软停起始位置；
Pos_Stop表示所述预设停止位置；
Dis_Soft_Stop表示所述软停距离；
若所述当前位置达到所述软停起始位置，确定所述软停区间为目标调速区间。
10.一种电机调速控制装置，其特征在于，包括：
第一获取单元，用于获取驱动电机的当前转速和当前位置；
第一确定单元，用于根据所述当前位置确定所述驱动电机对应的目标调速区间；
其中，所述目标调速区间为划分所述驱动电机的完整行程区间得到的软起区间、增速区间、降速区间和软停区间中的一个；
第二获取单元，用于获取所述目标调速区间的调速步长和预存的上一控制周期的目标转速；
其中，在当前控制周期为首个控制周期的情况下，将预设初始转速作为上一控制周期的目标转速；
第二确定单元，用于根据上一控制周期的目标转速与所述调速步长确定当前控制周期的目标转速；
调节单元，用于根据所述驱动电机的当前转速和当前控制周期的目标转速调节所述驱动电机的转速。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111646456.1A CN114301334A (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 一种电机调速控制方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111646456.1A CN114301334A (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 一种电机调速控制方法及装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114301334A true CN114301334A (zh) | 2022-04-08 |
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ID=80970892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111646456.1A Pending CN114301334A (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 一种电机调速控制方法及装置 |
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|---|---|
| CN (1) | CN114301334A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11262291A (ja) * | 1998-03-11 | 1999-09-24 | Asmo Co Ltd | 車両の窓ガラス昇降装置 |
| US20050275363A1 (en) * | 2004-06-14 | 2005-12-15 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Control device of opening and closing member |
| CN106788008A (zh) * | 2016-12-20 | 2017-05-31 | 北京经纬恒润科技有限公司 | 一种车身闭合系统直流电机的控制方法和装置 |
| CN108715386A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-10-30 | 日立楼宇技术（广州）有限公司 | 梯门运行振动检测系统、运行调整方法、装置和存储介质 |
| CN110460271A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-11-15 | 长春精钰电子科技股份有限公司 | 一种汽车电动尾门的电机转速平稳启动控制方法 |
| CN110778768A (zh) * | 2019-10-15 | 2020-02-11 | 陕西科技大学 | 一种可实现转角闭环控制的电动阀门及控制方法 |
| CN111098808A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-05-05 | 北京经纬恒润科技有限公司 | 基于直流电机纹波控制车身闭合部件的方法及其系统 |
-
2021
- 2021-12-29 CN CN202111646456.1A patent/CN114301334A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11262291A (ja) * | 1998-03-11 | 1999-09-24 | Asmo Co Ltd | 車両の窓ガラス昇降装置 |
| US20050275363A1 (en) * | 2004-06-14 | 2005-12-15 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Control device of opening and closing member |
| CN106788008A (zh) * | 2016-12-20 | 2017-05-31 | 北京经纬恒润科技有限公司 | 一种车身闭合系统直流电机的控制方法和装置 |
| CN108715386A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-10-30 | 日立楼宇技术（广州）有限公司 | 梯门运行振动检测系统、运行调整方法、装置和存储介质 |
| CN110460271A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-11-15 | 长春精钰电子科技股份有限公司 | 一种汽车电动尾门的电机转速平稳启动控制方法 |
| CN110778768A (zh) * | 2019-10-15 | 2020-02-11 | 陕西科技大学 | 一种可实现转角闭环控制的电动阀门及控制方法 |
| CN111098808A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-05-05 | 北京经纬恒润科技有限公司 | 基于直流电机纹波控制车身闭合部件的方法及其系统 |
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