CN114517636B - 用于卷帘门的启停控制方法、装置、驱动控制器及卷帘门 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及卷帘门控制技术领域，尤其是涉及一种用于卷帘门的启停控制方法、装置、驱动控制器及卷帘门，包括以下步骤：获取卷帘门的控制指令，所述控制指令包括上升指令、下降指令和停止指令；获取卷帘门的开关状态，所述开关状态包括全开状态、全关状态和半开状态；确定卷帘门门体的移动方向；根据所述卷帘门的控制指令、开关状态和移动方向，结合预设的加速模型或减速模型输出控制信号；根据所述控制信号，驱动用于控制卷帘门升降的无刷电机，以使卷帘门启动或停止。本申请可解决卷帘门无法较好地实现在任意位置缓停缓启的问题。

Description

用于卷帘门的启停控制方法、装置、驱动控制器及卷帘门
技术领域
本申请涉及卷帘门控制技术领域，尤其是涉及一种用于卷帘门的启停控制方法、装置、驱动控制器及卷帘门。
背景技术
卷帘门是以多关节活动的门片串联在一起，在固定的滑道内，以门上方卷轴为中心转动上下的门，主要由门体、驱动器、控制系统构成。卷帘门具有保温、保冷、防风、防尘、隔音、防火、防盗等多项功能，并广泛用于食品、化学、纺织、电子、店铺、超市、冷冻、物流、仓储等多种场所，尤其是在门洞较大、不便安装地面门体的地方起到方便、快捷的开启和关闭的作用。
相关技术中，卷帘门很多是通过有刷交流电机来进行驱动，主要优点是价格便宜、功能简单、安装方便，且技术成熟可靠。
在实践过程中，发明人发现该技术中至少还存在如下问题：
采用目前的控制方法，较难实现卷帘门在任意位置启动与停止时的平稳控制。目前的卷帘门，由于控制成本的原因，没有使用变频器调速，用同一速度运行，不存在缓停缓启，由于惯性冲击会容易造成各部件松动或损坏，或出现开门时无法卷紧的情况，此时关门操作很容易出现卡死。
发明内容
为了解决卷帘门无法较好地实现在任意位置缓停缓启的问题，本申请提供一种用于卷帘门的启停控制方法、装置、驱动控制器及卷帘门。
第一方面，本申请提供的一种用于卷帘门的启停控制方法，采用如下的技术方案：
一种用于卷帘门的启停控制方法，包括以下步骤：
获取卷帘门的控制指令，所述控制指令包括上升指令、下降指令和停止指令；
获取卷帘门的开关状态，所述开关状态包括全开状态、全关状态和半开状态；
确定卷帘门门体的移动方向；
根据所述卷帘门的控制指令、开关状态和移动方向，结合预设的加速模型或减速模型输出控制信号；
根据所述控制信号，驱动用于控制卷帘门升降的无刷电机，以使卷帘门启动或停止。
在一些实施方式中，当所述控制指令为上升指令时，若卷帘门为全关状态或半开状态，根据预设的加速模型，输出PWM信号，调整PWM信号的占空比，以使卷帘门线性加速至预设的移动速度；
当所述控制指令为下降指令时，若卷帘门为全开状态或半开状态，根据预设的加速模型，输出PWM信号和电子刹车控制信号，调整PWM信号和电子刹车控制信号的占空比，以使卷帘门线性加速至预设的移动速度；
当所述控制指令为停止指令时，
若卷帘门为半开状态，且所述移动方向为向上时，根据预设的减速模型，输出PWM信号，调整PWM信号的占空比，以使卷帘门线性减速至停止；
若卷帘门为半开状态，且所述移动方向为向下时，根据预设的减速模型，输出PWM信号和电子刹车控制信号，调整PWM信号和电子刹车控制信号的占空比，以使卷帘门线性减速至停止。
通过采用上述技术方案，通过PWM信号，并结合电子刹车控制信号来驱动无刷电机，使卷帘门线性加速或减速。
在一些实施方式中，当所述控制指令为上升指令时，若卷帘门为全关状态或半开状态，则启动无刷电机并按预设的调节幅度调整PWM信号的占空比，启动过程中检测电机的实时转速，在所述实时转速达到预设的初始转速后，与加速模型中的目标转速作比对，得到实时转速差值；若所述实时转速差值大于预设的第一转速差阈值，则根据实时转速差值进行调节幅度的调整；
当所述控制指令为下降指令时，若卷帘门为全开状态，则启动无刷电机并按预设的调节幅度调整PWM信号的占空比，启动过程中检测电机的实时转速，在所述实时转速达到预设的初始转速后，与加速模型中的目标转速作比对，得到实时转速差值；若所述实时转速差值大于预设的第一转速差阈值，则根据实时转速差值进行调节幅度的调整；若实时转速差值大于预设的第二转速差阈值，则按预设的初始制动占空比启动电子刹车，并根据实时转速差值进行调节幅度的调整；所述第二转速差阈值大于第一转速差阈值；
当所述控制指令为下降指令时，若卷帘门为半开状态，则启动无刷电机并按预设的调节幅度调整PWM信号的占空比，并同时按预设的初始制动占空比启动电子刹车；启动过程中检测电机的实时转速，在所述实时转速达到预设的初始转速后，与加速模型中的目标转速作比对，得到实时转速差值；若所述实时转速差值大于预设的第一转速差阈值或第二转速差阈值，则根据实时转速差值进行调节幅度的调整；
当所述控制指令为停止指令时，若卷帘门为半开状态，且所述移动方向为向上时，则启动无刷电机并按预设的调节幅度调整PWM信号的占空比，减速过程中检测电机的实时转速，与减速模型中的目标转速作比对，得到实时转速差值；若所述实时转速差值大于预设的第一转速差阈值，则根据实时转速差值进行调节幅度的调整；
当所述控制指令为停止指令时，若卷帘门为半开状态，且所述移动方向为向下时，则启动无刷电机并按预设的调节幅度调整PWM信号的占空比和电子刹车的制动占空比，减速过程中检测电机的实时转速，并与减速模型中的目标转速作比对，得到实时转速差值；若所述实时转速差值大于预设的第一转速差阈值或第二转速差阈值，则根据实时转速差值进行调节幅度的调整。
通过采用上述技术方案，通过对实时转速的监测，并根据目标转速实时调整，实现卷帘门加速或减速的线性过程。
在一些实施方式中，所述根据实时转速差值进行调节幅度的调整，具体如下：
当所述移动方向为向上时，若所述实时转速差值大于预设的第一转速差阈值，则根据实时转速差值对PWM占空比的调节幅度进行调整；
当所述移动方向为向下时，若所述实时转速差值大于预设的第一转速差阈值，则根据实时转速差值对PWM占空比的调节幅度进行调整；若实时转速差值大于预设的第二转速差阈值，则根据实时转速差值对制动占空比的调节幅度进行调整。
在一些实施方式中，当所述控制指令为上升指令时，若卷帘门为全关状态，预设的调节幅度为：以10～30％占空比作为PWM信号的初始占空比启动无刷电机，每个预设调节时间点的PWM占空比调幅为+3～8％；
当所述控制指令为上升指令时，若卷帘门为半开状态，预设的调节幅度为：以10～30％占空比作为PWM信号的初始占空比启动无刷电机，每个预设调节时间点的PWM占空比调幅为+8～12％；
当所述控制指令为下降指令时，若卷帘门为全开状态，预设的调节幅度为：以10～30％占空比作为PWM信号的初始占空比启动无刷电机，每个预设调节时间点的PWM占空比调幅为+3～8％；电子刹车的初始制动占空比为40～60％，制动占空比调幅为±3～8％；
当所述控制指令为下降指令时，若卷帘门为半开状态，预设的调节幅度为：以10～30％占空比作为PWM信号的初始占空比启动无刷电机，同时以40～60％的初始制动占空比启动电子刹车；每个预设调节时间点的PWM占空比调幅为+3～8％，制动占空比调幅为±3～8％；
当所述控制指令为停止指令时，若卷帘门为半开状态，且所述移动方向为向上时，每个预设调节时间点的PWM占空比调幅为-3～-8％；
当所述控制指令为停止指令时，若卷帘门为半开状态，且所述移动方向为向下时，每个预设调节时间点的PWM占空比调幅为-3～-8％，制动占空比调幅为±3～8％。
通过采用上述技术方案，通过对实时转速的监测，并根据目标转速实时调整，实现卷帘门加速或减速的线性过程。
在一些实施方式中，所述加速模型的表达式，具体如下：
线性增量转速
目标转速V(t1)＝V1+t1*ΔV1，t1＝0,1,2…n1；
其中，Vx为预设的目标转速，V1为预设的初始转速，n1为预设的加速周期，t1为预设的调节时间点，各调节时间点的间隔时间可设置；
所述减速模型的表达式，具体如下：
线性减量转速
目标转速V(t2)＝Vy-t2*ΔV2，t2＝0,1,2…n2；
其中，Vy为当前转速，Vx为预设的目标转速，V2为预设的最低节点转速，n2为预设的减速周期，t2为预设的调节时间点，各调节时间点的间隔时间可设置。
通过采用上述技术方案，得到线性加速或减速过程中各个调节时间点的目标转速。
在一些实施方式中，所述卷帘门的行程上下两端设有通过限位传感器形成的上、下限位区间，当卷帘门底板向下移动且进入下限位区间时，输出停止指令；当卷帘门底板向上移动且进入上限位区间时，输出停止指令。
通过采用上述技术方案，卷帘门在进入上、下限位区间时可自动执行缓停策略。
在一些实施方式中，当所述控制指令为上升指令时，
若卷帘门为半开状态，且卷帘门底板位于上限位区间，则输出控制信号，保持电机预设的最低节点转速；
当所述控制指令为下降指令时，
若卷帘门为半开状态，且卷帘门底板位于下限位区间，则输出控制信号，保持电机预设的最低节点转速。
通过采用上述技术方案，保证在上、下限位区间内的开、关门速度不会超过预设速度。
在一些实施方式中，当接收到停止指令时，判断无刷电机转速为0的时间是否超过设定时间，若超过，则输出机械刹车启动信号，启动机械刹车；
当接收到上升指令或下降指令时，输出机械刹车停止信号，放开机械刹车。
通过采用上述技术方案，设置机械刹车，辅助卷帘门进行刹停。
第二方面，本申请提供的一种用于卷帘门的启停控制装置，采用如下的技术方案：
一种用于卷帘门的启停控制装置，包括：
控制指令获取模块，用于获取卷帘门的控制指令，所述控制指令包括上升指令、下降指令和停止指令；
开关状态获取模块，用于获取卷帘门的开关状态，所述开关状态包括全开状态、全关状态和半开状态；
移动方向确定模块，用于确定卷帘门门体的移动方向；
控制信号输出模块，用于根据所述卷帘门的控制指令、开关状态和移动方向，结合预设的加速模型或减速模型输出控制信号；
电机驱动模块，用于根据控制信号，驱动用于控制卷帘门升降的无刷电机，以使卷帘门启动或停止。
第三方面，本申请提供的一种用于卷帘门的驱动控制器，采用如下的技术方案：
一种用于卷帘门的驱动控制器，所述驱动控制器应用上述技术方案的方法进行无刷电机的驱动控制，以使卷帘门启动或停止。
第四方面，本申请提供的一种卷帘门，采用如下的技术方案：
一种卷帘门，所述卷帘门应用上述技术方案的方法进行卷帘门的启停控制。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.采用无刷电机进行卷帘门的驱动控制，振动小、噪音低、可以实现连续运行，在需要频繁开关门的场合放心使用，大大扩展了应用范围。
2.采用无刷电机，可控性更强，通过PWM信号及电子刹车控制信号对无刷电机进行控制，实现卷帘门在任意位置的缓停缓启。
3.该卷帘门的启停控制方法能适用于不同种类、不同质量的卷帘门，具有较大的商业价值。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的用于卷帘门的启停控制方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的用于卷帘门的启停控制装置的示意图；
图3为本申请实施例提供的用于卷帘门的控制系统的框架示意图。
具体实施方式
为使得本申请的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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。
目前行业中的卷帘门，大多是使用的有刷交流电机，优点在于成本更低、功能简单、安装方便，技术上成熟可靠。不过其缺点也很明显，振动较大，噪音较高；由于控制成本的原因，一般不会使用变频器调速，用同一速度运行，不存在缓停缓启，当卷帘门运行到最高点停止时，由于惯性冲击，会出现外圈没有卷紧的情况，此时关门操作很容易出现卡死；不能连续运行，连续开关门几十次后，会导致电机过热，烧坏；交流电机转速一千多转，范围窄，在用户需要快速运行开关门时比较尴尬，配高减速比的减速箱时开关门太慢，配低减速比的减速箱时带载能力又太弱。卷帘门行业中，极少用户使用伺服电机+伺服驱动器，由于成本很高，市场应用占比极低。
采用无刷电机的技术方案实现卷帘门的控制会存在以下技术难点：1)卷帘门的上升、下降对应的是无刷电机的正转和反转，所有的正转和反转都是控制电机主动提供动力运行，但下降是刚刚开始主动运行，卷帘门的自重会拉着电机被动加速旋转，由此带来电机的相位就错了，结果是电机驱动器电路直接保护或烧毁，卷帘门会直接砸下来；出于管状电机的结构限制、成本等因素又用不了带自锁的减速箱；2)不同的门体，材料和规格尺寸不一样，就会出现负载差异很大，速度快慢要求也不同，要实现同一电机同一控制算法适用不同的门体，技术方案才有商业价值；3)卷帘门运行过程中，会出现停在中间的状态，停在不同的位置，策略上要能自适应，否则启动时在上升时会有一个下降的行程，然后再回头上升；或者在下降时有一个突然下降的行程，然后趋于平稳；控制的不好，甚至会直接整个门体掉下来；不同的位置、不同质量的卷帘门下降的行程会不一样；卷帘门行业是一个成本要求严格的行业，也出于安装施工要求简单，一般是没有行程位置传感器的；4)停在中间重新启动时，会出现速度顿挫，有一个短暂的加速过程，无法实现平稳启动和运行；5)门体停在靠近顶部的位置，需要电机主动提供动力下降时，会不下降或者加速下降再趋于平稳。
以下结合附图1至3对本申请作进一步详细说明。
本实施例中的卷帘门是指升降式卷帘门，卷帘门包括铝合金卷帘门、不锈钢卷帘门、彩钢板卷帘门、水晶卷帘门、PVC卷帘门(快速卷帘门)等。
如图1所示，本申请实施例公开了一种用于卷帘门的启停控制方法，可以实施以下步骤：
101、获取卷帘门的控制指令，所述控制指令包括上升指令、下降指令和停止指令。
根据用户的控制，包括控制板或遥控的方式，得到控制指令，控制指令包括上升指令(开门指令)、下降指令(关门指令)和停止指令(暂停指令)三种。
102、获取卷帘门的开关状态，所述开关状态包括全开状态、全关状态和半开状态。
本申请实施例中，卷帘门门框上设有上、下限位传感器，可判断卷帘门底板的位置，从而得到卷帘门的开关状态。
103、确定卷帘门门体的移动方向。
在控制指令为停止指令时，需结合卷帘门门体的移动方向来确定缓停机制，其向上或向下移动时的缓停控制机制是不同的。
104、根据所述卷帘门的控制指令、开关状态和移动方向，结合预设的加速模型或减速模型输出控制信号。
加速模型或减速模型可以采用不同模型，线性加减速，或起速略慢、后续加快，或起速略快、后续减慢等多种方式。本申请实施例的启停控制方法经过调整，可适用于任意需求。
在一些实施方式中，当所述控制指令为上升指令时：
若卷帘门为全开状态，判断为无效控制，不输出控制信号；
若卷帘门为全关状态或半开状态，根据预设的加速模型，输出PWM信号，调整PWM信号的占空比，以使卷帘门线性加速至预设的移动速度；
本申请实施例中，上升过程中不断检测电机的实时转速，卷帘门达到预设的移动速度后，将所述实时转速与预设速度作比对，得到实时转速差值，根据实时转速差值进行调节幅度的调整(PWM占空比的调整)，使得卷帘门按预设的移动速度匀速(或接近匀速)上升。
在一些实施方式中，当所述控制指令为下降指令时：
若卷帘门为全开状态或半开状态，根据预设的加速模型，输出PWM信号和电子刹车控制信号，调整PWM信号和电子刹车控制信号的占空比，以使卷帘门线性加速至预设的移动速度；
本申请实施例中，下降过程中不断检测电机的实时转速，卷帘门达到预设的移动速度后，将所述实时转速与预设速度作比对，得到实时转速差值，根据实时转速差值进行调节幅度的调整(PWM占空比和电子刹车制动占空比的同时调整)，使得卷帘门按预设的移动速度匀速(或接近匀速)下降。
若卷帘门为全关状态，判断为无效控制，不输出控制信号；
在一些实施方式中，当所述控制指令为停止指令时，
若卷帘门为全开状态或全关状态，则判断为无效控制，不输出控制信号；
若卷帘门为半开状态，且所述移动方向为向上时，根据预设的减速模型，输出PWM信号，调整PWM信号的占空比，以使卷帘门线性减速至停止；
若卷帘门为半开状态，且所述移动方向为向下时，根据预设的减速模型，输出PWM信号和电子刹车控制信号，调整PWM信号和电子刹车控制信号的占空比，以使卷帘门线性减速至停止。
在一些实施方式中，当所述控制指令为上升指令时，若卷帘门为全关状态或半开状态，则启动无刷电机并按预设的调节幅度调整PWM信号的占空比，启动过程中检测电机的实时转速，在所述实时转速达到预设的初始转速后，与加速模型中的目标转速作比对，得到实时转速差值；若所述实时转速差值大于预设的第一转速差阈值，则根据实时转速差值进行调节幅度的调整；
当所述控制指令为下降指令时，若卷帘门为全开状态，则启动无刷电机并按预设的调节幅度调整PWM信号的占空比，启动过程中检测电机的实时转速，在所述实时转速达到预设的初始转速后，与加速模型中的目标转速作比对，得到实时转速差值；若所述实时转速差值大于预设的第一转速差阈值，则根据实时转速差值进行调节幅度的调整；若实时转速差值大于预设的第二转速差阈值，则按预设的初始制动占空比启动电子刹车，并根据实时转速差值进行调节幅度的调整；所述第二转速差阈值大于第一转速差阈值；
当所述控制指令为下降指令时，若卷帘门为半开状态，则启动无刷电机并按预设的调节幅度调整PWM信号的占空比，并同时按预设的初始制动占空比启动电子刹车；启动过程中检测电机的实时转速，在所述实时转速达到预设的初始转速后，与加速模型中的目标转速作比对，得到实时转速差值；若所述实时转速差值大于预设的第一转速差阈值或第二转速差阈值，则根据实时转速差值进行调节幅度的调整；
当所述控制指令为停止指令时，若卷帘门为半开状态，且所述移动方向为向上时，则启动无刷电机并按预设的调节幅度调整PWM信号的占空比，减速过程中检测电机的实时转速，与减速模型中的目标转速作比对，得到实时转速差值；若所述实时转速差值大于预设的第一转速差阈值，则根据实时转速差值进行调节幅度的调整；
当所述控制指令为停止指令时，若卷帘门为半开状态，且所述移动方向为向下时，则启动无刷电机并按预设的调节幅度调整PWM信号的占空比和电子刹车的制动占空比，减速过程中检测电机的实时转速，并与减速模型中的目标转速作比对，得到实时转速差值；若所述实时转速差值大于预设的第一转速差阈值或第二转速差阈值，则根据实时转速差值进行调节幅度的调整。
本申请实施例中，通过加速模型或减速模型中得到各个时间点的目标转速，实时监控电机转速在对应时间点的实时转速，判断该实时转速与目标转速是否一致，不一致则在下一个时间点进行微调，从而保证卷帘门启停过程中能保持线性加速或减速。
在一些实施方式中，所述根据实时转速差值进行调节幅度的调整，具体如下：
当所述移动方向为向上时，若所述实时转速差值大于预设的第一转速差阈值，则根据实时转速差值对PWM占空比的调节幅度进行调整；
当所述移动方向为向下时，若所述实时转速差值大于预设的第一转速差阈值，则根据实时转速差值对PWM占空比的调节幅度进行调整；若实时转速差值大于预设的第二转速差阈值，则根据实时转速差值对制动占空比的调节幅度进行调整。
在一些实施方式中，当所述移动方向为向下时，若实时转速差值大于预设的第三转速差阈值，则根据实时转速差值对PWM占空比的调节幅度和制动占空比的调节幅度同时进行调整；所述第三转速差阈值大于第二转速差阈值。
本申请实施例中，第一转速差阈值的设置条件为：(目标转速－实时转速)/目标转速＝±5％；第二转速差阈值的设置条件为：(目标转速－实时转速)/目标转速＝±10％；第三转速差阈值的设置条件为(目标转速－实时转速)/目标转速＝±20％；转速差值超过第一转速差阈值(本实施例中为5％)，但未超过10％时，可只通过PWM占空比的调节方式进行无刷电机的转速调整；转速差值超过第二转速差阈值(本实施例中为10％)，但未超过20％时，需通过对电子刹车的制动占空比进行调整，使转速差值降至第二转速差阈值以下；若转速差值达到第三转速差阈值(本实施例中为20％)以上，则需要将PWM占空比和电子刹车的制动占空比相结合，同时进行调整，使转速差值降至第三转速差阈值以下。电子刹车，本实施例中的实现方式主要是通过让电机的驱动MOS管上桥臂(或者下桥臂)全部导通而下桥臂(或者上桥臂)截止状态，使电机的三相定子绕组全部被短接，使电机瞬时产生极大的制动力矩，能够达到快速刹车的效果。电子刹车的制动占空比，是指每次制动时间与每两次制动之间的时间间隔，本申请实施例中，制动时间可以为5ms，初始制动占空比一般为50％。例如设置制动时间5ms，运行时间5ms，此时的制动占空比即为50％，电子刹车的制动状态与无刷电机的运行状态高速切换；如增加制动占空比至60％，则此时制动时间6ms，运行时间4ms。每次制动时间一般可设置为3ms～50ms，若小于3ms，会控制不住卷帘门门体的移动，若过大，比如大于50ms，可能会降低卷帘门移动的平滑性。而PWM信号的占空比调整一般为微秒级。
在一些实施方式中，当所述控制指令为上升指令时，若卷帘门为全关状态，预设的调节幅度为：以10～30％占空比作为PWM信号的初始占空比启动无刷电机，每个预设调节时间点的PWM占空比调幅为+3～8％；
本申请实施例中，以20％占空比作为初始PWM占空比，每个预设调节时间点的PWM占空比调幅为+5％，当实时转速与目标转速存在实时转速差，且该实时转速差大于预设的阈值，则根据具体的实时转速做调整，例如实时转速偏小时下个时间点的PWM占空比调幅可以为+8％，实时转速偏大时下个时间点的PWM占空比调幅可以为+3％。
当所述控制指令为上升指令时，若卷帘门为半开状态，预设的调节幅度为：以10～30％占空比作为PWM信号的初始占空比启动无刷电机，每个预设调节时间点的PWM占空比调幅为+8～12％；
本申请实施例中，以20％占空比作为初始PWM占空比，每个预设调节时间点的PWM占空比调幅为+10％，当实时转速与目标转速存在实时转速差，且该实时转速差大于预设的阈值，则根据具体的实时转速做调整，例如实时转速偏小时下个时间点的PWM占空比调幅可以为+12％，实时转速偏大时下个时间点的PWM占空比调幅可以为+8％。
当所述控制指令为下降指令时，若卷帘门为全开状态，预设的调节幅度为：以10～30％占空比作为PWM信号的初始占空比启动无刷电机，每个预设调节时间点的PWM占空比调幅为+3～8％；电子刹车的初始制动占空比为40～60％，制动占空比调幅为±3～8％；
本申请实施例中，以20％占空比作为初始PWM占空比，每个预设调节时间点的PWM占空比调幅为+5％，电子刹车的初始制动占空比为50％，制动占空比调幅为±5％；当实时转速与目标转速存在实时转速差，且该实时转速差大于预设的第一转速差阈值，则根据具体的实时转速做调整。例如启动转速过小表示带不动，则此时的PWM占空比调幅可以为+5％，启动后的实时转速偏小时下个时间点的PWM占空比调幅可以为+8％，实时转速偏大时下个时间点的PWM占空比调幅可以为+3％；若实时转速差大到一定程度，大于预设的第二转速差阈值，仅靠调整PWM占空比无法控制时，通过结合电子刹车的方式来控制，电子刹车的初始制动占空比为50％，实时转速过大时，制动占空比调幅可以为+5％，若仍控制不住速度，则下个时间点的制动占空比调幅可以为+8％，若控制过头，在下个时间点的制动占空比调幅可以为+3％，必要时可以进行制动占空比调幅-3～-8％的回调。
当所述控制指令为下降指令时，若卷帘门为半开状态，预设的调节幅度为：以10～30％占空比作为PWM信号的初始占空比启动无刷电机，同时以40～60％的初始制动占空比启动电子刹车；每个预设调节时间点的PWM占空比调幅为+3～8％，制动占空比调幅为±3～8％。
本申请实施例中，以20％占空比作为初始PWM占空比启动无刷电机，同时以50％的初始制动占空比启动电子刹车，每个预设调节时间点的PWM占空比调幅为+5％，电子刹车制动占空比调幅为±5％；当实时转速与目标转速存在实时转速差，且该实时转速差大于预设的阈值，则根据具体的实时转速做调整。实时转速差值大于第一转速差阈值，若实时转速偏小时下个时间点的PWM占空比调幅可以为+8％，实时转速偏大时下个时间点的PWM占空比调幅可以为+3％；若实时转速差大到一定程度，大于预设的第二转速差阈值时，制动占空比调幅可以为+5％，若仍控制不住速度，则下个时间点的制动占空比调幅可以为+8％，若控制过头，在下个时间点的制动占空比调幅可以为+3％，必要时可以进行制动占空比调幅-3～-8％的回调。
当所述控制指令为停止指令时，若卷帘门为半开状态，且所述移动方向为向上时，每个预设调节时间点的PWM占空比调幅为-3～-8％；
本申请实施例中，每个预设调节时间点的PWM占空比调幅为-5％，当实时转速与目标转速存在实时转速差，且该实时转速差大于预设的阈值，则根据具体的实时转速做调整，例如实时转速偏小时下个时间点的PWM占空比调幅可以为-3％，实时转速偏大时下个时间点的PWM占空比调幅可以为-8％。
当所述控制指令为停止指令时，若卷帘门为半开状态，且所述移动方向为向下时，每个预设调节时间点的PWM占空比调幅为-3～-8％，制动占空比调幅为±3～8％；
本申请实施例中，每个预设调节时间点的PWM占空比调幅为-5％，制动占空比调幅为±5％；当实时转速与目标转速存在实时转速差，且该实时转速差大于预设的阈值，则根据具体的实时转速做调整。实时转速差值大于第一转速差阈值，若实时转速偏小时下个时间点的PWM占空比调幅可以为-3％，实时转速偏大时下个时间点的PWM占空比调幅可以为-8％；若实时转速差大到一定程度，大于预设的第二转速差阈值时，制动占空比调幅可以为+5％，若仍控制不住速度，则下个时间点的制动占空比调幅可以为+8％，若控制过头，在下个时间点的制动占空比调幅可以为+3％，必要时可以进行制动占空比调幅-3～-8％的回调。
本申请实施例中，若启动电子刹车后仍无法控制无刷电机的转速，则可以通过启动机械刹车来辅助控制，确保不加速下坠。
在一些实施方式中，所述加速模型的表达式，具体如下：
线性增量转速
目标转速V(t1)＝V1+t1*ΔV1，t1＝0,1,2…n1；
其中，Vx为预设的目标转速，V1为预设的初始转速，n1为预设的加速周期，t1为预设的调节时间点，各调节时间点的间隔时间可设置；
本申请实施例中，预设的初始转速可以为20％额定转速，预设的加速周期可以为10，各调节时间点的间隔时间可以设为100ms或200ms。
所述减速模型的表达式，具体如下：
线性减量转速
目标转速V(t2)＝Vy-t2*ΔV2，t2＝0,1,2…n2；
其中，Vy为当前转速，Vx为预设的目标转速，V2为预设的最低节点转速，n2为预设的减速周期，t2为预设的调节时间点，各调节时间点的间隔时间可设置。
本申请实施例中，预设的减速周期可以为10，各调节时间点的间隔时间可以设为100ms或200ms，最低节点转速一般可设为20％额定转速。
在一些实施方式中，所述卷帘门的行程上下两端设有通过限位传感器形成的上、下限位区间，当卷帘门底板向下移动且进入下限位区间时，输出停止指令；当卷帘门底板向上移动且进入上限位区间时，输出停止指令。
通过上、下限位传感器的设置，是卷帘门在接近完全开启或完全关闭时，可自动执行缓停机制。
本申请实施例中，输出停止指令后，执行缓停机制至完全停止，需运行5～10cm，运行的距离受负载重量(门的重量)和用户所设定的运行最高速度所影响。可根据实际情况，调整限位传感器的位置。
在一些实施方式中，当所述控制指令为上升指令时，
若卷帘门为半开状态，且卷帘门底板位于上限位区间，则输出控制信号，保持电机预设的最低节点转速；
当所述控制指令为下降指令时，
若卷帘门为半开状态，且卷帘门底板位于下限位区间，则输出控制信号，保持电机预设的最低节点转速。
若卷帘门为半开状态且已接近完全开门，接收的为开门指令，此时不执行加速机制，按预设的最低节点转速上升，例如20％额定转速直至完全开门；若卷帘门为半开状态且已接近完全关门，接收的为关门指令，此时不执行加速机制，按预设的最低节点转速下降，例如20％额定转速直至完全关门。
在一些实施方式中，当接收到停止指令时，判断无刷电机转速为0的时间是否超过设定时间，若超过，则输出机械刹车启动信号，启动机械刹车；
若电机转速保持0的时间超过预定时间，则启动机械刹车，辅助控制卷帘门门体停止。
本申请实施例中，当启动机械刹车时，监测反电动势，若超过500v，则需通过将电机的动能消耗在制动电阻上的方式，来保护功率管不会因为反电动势而损坏。
当接收到上升指令或下降指令时，输出机械刹车停止信号，放开机械刹车；
卷帘门启动时，放开机械刹车，再执行预设的启动机制。
105、根据所述控制信号，驱动用于控制卷帘门升降的无刷电机，以使卷帘门启动或停止。
如图2所示，本申请实施例公开了一种用于卷帘门的启停控制装置，包括：
控制指令获取模块201，用于获取卷帘门的控制指令，所述控制指令包括上升指令、下降指令和停止指令；
开关状态获取模块202，用于获取卷帘门的开关状态，所述开关状态包括全开状态、全关状态和半开状态；
移动方向确定模块203，用于确定卷帘门门体的移动方向；
控制信号输出模块204，用于根据所述卷帘门的控制指令、开关状态和移动方向，结合预设的加速模型或减速模型输出控制信号；
电机驱动模块205，用于根据控制信号，驱动用于控制卷帘门升降的无刷电机，以使卷帘门启动或停止。
本申请实施例公开了一种用于卷帘门的驱动控制器，所述驱动控制器应用上述技术方案的方法进行无刷电机的驱动控制，以使卷帘门启动或停止。
无刷电机控制器是通过集成电路的主动工作来控制电机按照设定的方向、速度、角度和响应时间进行工作，使得电机应用范围更为广泛，输出效率更高，噪音更小等优点。电机控制器是无刷直流电动机正常运行并实现各种调速伺服功能的指挥中心，它主要完成以下功能：对各种输入信号进行逻辑综合，为驱动电路提供各种控制信号；产生PWM脉宽调制信号，实现电机的调速；实现短路、过流、欠压等故障保护功能。无刷电机控制器可对电机速度进行控制并对电机进行必要的保护，无刷电机的控制器要比有刷电机控制器复杂得多。
本申请实施例中，无刷电机控制系统主要包括控制板接口电路、驱动控制单元MCU、推动电路、功率放大电路、电流反馈电路、速度检测电路、位置检测电路、刹车控制电路、电源电路、刹车装置、上下限位传感器、红外线传感器等部分。
如图3所示，本申请实施例中，控制板、控制板接口电路、驱动控制单元MCU、推动电路、功率放大电路和无刷电机依次连接，功率放大电路通过电流反馈电路将实时电流信号反馈给驱动控制单元MCU，无刷电机通过速度检测电路和位置检测电路将转速和转子位置反馈给驱动控制单元MCU，驱动控制单元通过刹车控制电路对刹车装置进行控制。本实施例中，速度检测电路和位置检测电路可通过霍尔信号板采集信号，无霍尔时也可通过软件算法来实现兼容。
本实施例中，通过电流反馈电路监测电流值，启动时的尖峰电流不得超过所述无刷电机正常运转的8倍，以免烧坏电路。
本申请实施例公开了一种卷帘门，所述卷帘门应用上述技术方案的方法进行卷帘门的启停控制。
本申请实施例的所采用的用于卷帘门的无刷电机及对应的启停控制方法，具备以下优点：1)振动小；2)噪音低；3)可控性好，实现了缓停缓启，杜绝了卡死，完善了防夹功能；4)可以无限次连续运行，在需要频繁开关门的场合，放心使用，大大扩展了运用范围，如：净化车间、公共车间门；5)转速范围宽，可以有更快的速度，配更高减速比的减速箱，实现带更大负载，降低成本。
需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本申请的实施例，并非依此限制本申请的保护范围，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本申请的原理和精神的情况下，还可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型。因此，凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于卷帘门的启停控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取卷帘门的控制指令，所述控制指令包括上升指令、下降指令和停止指令；
获取卷帘门的开关状态，所述开关状态包括全开状态、全关状态和半开状态；
确定卷帘门门体的移动方向；
根据所述卷帘门的控制指令、开关状态和移动方向，结合预设的加速模型或减速模型输出控制信号；
根据所述控制信号，驱动用于控制卷帘门升降的无刷电机，以使卷帘门启动或停止；
当所述控制指令为上升指令时，若卷帘门为全关状态或半开状态，根据预设的加速模型，输出PWM信号，调整PWM信号的占空比，以使卷帘门线性加速至预设的移动速度；
当所述控制指令为下降指令时，若卷帘门为全开状态或半开状态，根据预设的加速模型，输出PWM信号和电子刹车控制信号，调整PWM信号和电子刹车控制信号的占空比，以使卷帘门线性加速至预设的移动速度；
当所述控制指令为停止指令时，
若卷帘门为半开状态，且所述移动方向为向上时，根据预设的减速模型，输出PWM信号，调整PWM信号的占空比，以使卷帘门线性减速至停止；
若卷帘门为半开状态，且所述移动方向为向下时，根据预设的减速模型，输出PWM信号和电子刹车控制信号，调整PWM信号和电子刹车控制信号的占空比，以使卷帘门线性减速至停止；
当所述控制指令为上升指令时，若卷帘门为全关状态或半开状态，则启动无刷电机并按预设的调节幅度调整PWM信号的占空比，启动过程中检测电机的实时转速，在所述实时转速达到预设的初始转速后，与加速模型中的目标转速作比对，得到实时转速差值；若所述实时转速差值大于预设的第一转速差阈值，则根据实时转速差值进行调节幅度的调整；
当所述控制指令为下降指令时，若卷帘门为全开状态，则启动无刷电机并按预设的调节幅度调整PWM信号的占空比，启动过程中检测电机的实时转速，在所述实时转速达到预设的初始转速后，与加速模型中的目标转速作比对，得到实时转速差值；若所述实时转速差值大于预设的第一转速差阈值，则根据实时转速差值进行调节幅度的调整；若实时转速差值大于预设的第二转速差阈值，则按预设的初始制动占空比启动电子刹车，并根据实时转速差值进行调节幅度的调整；所述第二转速差阈值大于第一转速差阈值；
当所述控制指令为下降指令时，若卷帘门为半开状态，则启动无刷电机并按预设的调节幅度调整PWM信号的占空比，并同时按预设的初始制动占空比启动电子刹车；启动过程中检测电机的实时转速，在所述实时转速达到预设的初始转速后，与加速模型中的目标转速作比对，得到实时转速差值；若所述实时转速差值大于预设的第一转速差阈值或第二转速差阈值，则根据实时转速差值进行调节幅度的调整；
当所述控制指令为停止指令时，若卷帘门为半开状态，且所述移动方向为向上时，则启动无刷电机并按预设的调节幅度调整PWM信号的占空比，减速过程中检测电机的实时转速，与减速模型中的目标转速作比对，得到实时转速差值；若所述实时转速差值大于预设的第一转速差阈值，则根据实时转速差值进行调节幅度的调整；
当所述控制指令为停止指令时，若卷帘门为半开状态，且所述移动方向为向下时，则启动无刷电机并按预设的调节幅度调整PWM信号的占空比和电子刹车的制动占空比，减速过程中检测电机的实时转速，并与减速模型中的目标转速作比对，得到实时转速差值；若所述实时转速差值大于预设的第一转速差阈值或第二转速差阈值，则根据实时转速差值进行调节幅度的调整。
2.根据权利要求1所述的用于卷帘门的启停控制方法，其特征在于，
所述根据实时转速差值进行调节幅度的调整，具体如下：
当所述移动方向为向上时，若所述实时转速差值大于预设的第一转速差阈值，则根据实时转速差值对PWM占空比的调节幅度进行调整；
当所述移动方向为向下时，若所述实时转速差值大于预设的第一转速差阈值，则根据实时转速差值对PWM占空比的调节幅度进行调整；若实时转速差值大于预设的第二转速差阈值，则根据实时转速差值对制动占空比的调节幅度进行调整。
3.根据权利要求1或2所述的用于卷帘门的启停控制方法，其特征在于：
当所述控制指令为上升指令时，若卷帘门为全关状态，预设的调节幅度为：以10～30％占空比作为PWM信号的初始占空比启动无刷电机，每个预设调节时间点的PWM占空比调幅为+3～8％；
当所述控制指令为上升指令时，若卷帘门为半开状态，预设的调节幅度为：以10～30％占空比作为PWM信号的初始占空比启动无刷电机，每个预设调节时间点的PWM占空比调幅为+8～12％；
当所述控制指令为下降指令时，若卷帘门为全开状态，预设的调节幅度为：以10～30％占空比作为PWM信号的初始占空比启动无刷电机，每个预设调节时间点的PWM占空比调幅为+3～8％；电子刹车的初始制动占空比为40～60％，制动占空比调幅为±3～8％；
当所述控制指令为下降指令时，若卷帘门为半开状态，预设的调节幅度为：以10～30％占空比作为PWM信号的初始占空比启动无刷电机，同时以40～60％的初始制动占空比启动电子刹车；每个预设调节时间点的PWM占空比调幅为+3～8％，制动占空比调幅为±3～8％；
当所述控制指令为停止指令时，若卷帘门为半开状态，且所述移动方向为向上时，每个预设调节时间点的PWM占空比调幅为-3～-8％；
当所述控制指令为停止指令时，若卷帘门为半开状态，且所述移动方向为向下时，每个预设调节时间点的PWM占空比调幅为-3～-8％，制动占空比调幅为±3～8％。
4.根据权利要求1所述的用于卷帘门的启停控制方法，其特征在于：
所述加速模型的表达式，具体如下：
线性增量转速
目标转速V(t1)＝V1+t1*ΔV1，t1＝0,1,2…n1；
其中，Vx为预设的目标转速，V1为预设的初始转速，n1为预设的加速周期，t1为预设的调节时间点，各调节时间点的间隔时间可设置；
所述减速模型的表达式，具体如下：
线性减量转速
目标转速V(t2)＝Vy-t2*ΔV2，t2＝0,1,2…n2；
其中，Vy为当前转速，Vx为预设的目标转速，V2为预设的最低节点转速，n2为预设的减速周期，t2为预设的调节时间点，各调节时间点的间隔时间可设置。
5.根据权利要求1所述的用于卷帘门的启停控制方法，其特征在于：所述卷帘门的行程上下两端设有通过限位传感器形成的上、下限位区间，当卷帘门底板向下移动且进入下限位区间时，输出停止指令；当卷帘门底板向上移动且进入上限位区间时，输出停止指令。
6.根据权利要求5所述的用于卷帘门的启停控制方法，其特征在于：
当所述控制指令为上升指令时，
若卷帘门为半开状态，且卷帘门底板位于上限位区间，则输出控制信号，保持电机预设的最低节点转速；
当所述控制指令为下降指令时，
若卷帘门为半开状态，且卷帘门底板位于下限位区间，则输出控制信号，保持电机预设的最低节点转速。
7.根据权利要求1所述的用于卷帘门的启停控制方法，其特征在于：
当接收到停止指令时，判断无刷电机转速为0的时间是否超过设定时间，若超过，则输出机械刹车启动信号，启动机械刹车；
当接收到上升指令或下降指令时，输出机械刹车停止信号，放开机械刹车。
8.一种应用权利要求1至7中任一项所述方法的用于卷帘门的启停控制装置，其特征在于，包括：
控制指令获取模块，用于获取卷帘门的控制指令，所述控制指令包括上升指令、下降指令和停止指令；
开关状态获取模块，用于获取卷帘门的开关状态，所述开关状态包括全开状态、全关状态和半开状态；
移动方向确定模块，用于确定卷帘门门体的移动方向；
控制信号输出模块，用于根据所述卷帘门的控制指令、开关状态和移动方向，结合预设的加速模型或减速模型输出控制信号；
电机驱动模块，用于根据控制信号，驱动用于控制卷帘门升降的无刷电机，以使卷帘门启动或停止。
9.一种用于卷帘门的驱动控制器，其特征在于：所述驱动控制器应用权利要求1至7中任一项所述的方法进行无刷电机的驱动控制，以使卷帘门启动或停止。
10.一种卷帘门，其特征在于：所述卷帘门应用权利要求1至7中任一项所述的方法进行卷帘门的启停控制。
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