CN116002531A - 一种空中悬挂起重小车电机用加减速控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空中悬挂起重小车电机用加减速控制方法，包括如下步骤：获取控制器固定执行周期时间Tt和电机的目标速度Vset；将Vset与电机的当前速度值进行比较；若Vset大于电机的当前速度值，电机处于加速状态，计算加速状态的循环次数Lup，输出当前执行周期的电机速度，中间变量值i多次累加一次，直到i＞Lup；若Vset小于电机的当前速度值，电机处于减速状态，计算减速状态的循环次数Ldown，输出当前执行周期的电机速度，中间变量值多次累加一次，直到f＞Ldown；若Vset等于电机的当前速度值，则电机处于非加、减速状态，本发明通过对加速和减速状态的电机进行中间变量值重复单个累加来实现电机加减速的速度平稳切换和过渡，降低晶圆损坏频率，增加晶圆良品率。
Description
技术领域
本发明涉及电机加减速控制领域，尤其涉及一种用于空中悬挂起重小车电机的加减速控制方法。
背景技术
随着人力成本的上升，以及生产的智能化、精细化程度的提高，传统人力在各个机台间人力搬运已经成为生产效率和生产质量的瓶颈，所以自动物料搬送系统(AMHS)被广泛应用，比如说机场的货物运输，自动化工厂的物料运输等，特别是在半导体晶圆厂，之所以晶圆厂会大规模的采用AMHS是基于它可以快速准确的将载体搬送到目的地，减少wafer的等待时间，避免wafer受到污染。
现有的自动物料搬送系统系统中，空中悬挂起重小车是主要的移栽部件，空中悬挂起重小车在启动、停止、变速时通常采用T型加减速方式，即曲线往上走向是加速，如果从某点开始出现往下走的趋势，那么这段就是减速，但是在实际的应用中发现，这样的加减速方式在加减速时速度转换波动大，从导致空中悬挂起重小车在进行速度转换时或出现抖动、震动的现象，这样就会有损坏晶圆的风险，提高了企业的生产成本以及晶圆的良品率。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种能让空中悬挂起重小车的加减速平稳的实现速度的切换、过度，从而减轻车体的震动、大大增加了良品率，降低了晶圆损坏频率的空中悬挂起重小车电机用的加减速控制方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种空中悬挂起重小车电机用加减速控制方法，包括如下步骤：
获取控制器固定执行周期时间Tt以及空中悬挂起重小车电机的目标速度Vset；
将Vset与电机的当前速度进行对比，判定空中悬挂起重小车处于加速/减速/非加状态；
当空中悬挂起重小车处于加速时，计算加速状态的循环次数Lup，输出当前执行周期的电机速度：Vout＝Vmin+(Vset-Vmin)/(1+EXP(5-10*i/Lup))；中间变量值i以累加一次的方式累加直到i>Lup，则加速状态结束，按需求重新设定电机的目标速度Vest；
当空中悬挂起重小车处于减速时，计算减速状态的循环次数Ldown，输出当前执行周期的电机速度：Vout＝Vmax-(Vmax-Vset)/(1+EXP(5-10*f/Ldown))，中间变量值f以累加一次的方式累加直到f>Lup，则减速状态结束，按需求重新设定电机的目标速度Vest；
若Vset等于电机的当前速度值，则电机处于非加、减速状态，按需求重新设定电机的目标速度Vest。
进一步的，控制器固定执行周期时间Tt的数值为1ms～5ms。
进一步的，加速状态的循环次数计算方式如下：Lup＝Tup/Tt*Vset/(Vmax-Vmin)；其中，Vmax为电机最大速度，Vmin为电机最小速度，Tup为设定的加速时间。
进一步的，减速状态的循环次数计算方式如下：Tdown＝Tdown/Tt*Vset/(Vmax-Vmin)；其中，Vmax为电机最大速度，Vmin为电机最小速度，Tdown为设定的减速时间。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明的空中悬挂起重小车电机用加减速控制方法的加减速控制方法，通过计算出加减速的循环次数值后，利用中间变量值的重复单个累加一次来实现电机加减速平稳的实现速度的切换和过渡，从而减轻车体的震动、大大增加了晶圆在运输时的良品率，降低了晶圆损坏频率，满足了实际的使用需求，符合晶圆的运输需求。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
图1为本发明一实施例的流程示意图；
图2为本发明一实施例中电机加速状态时的曲线示意图；
图3为本发明一实施例中电机减速状态时的曲线示意图；
图4为本发明一实施例中的电机加减速状态的曲线示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
参阅图1，本发明一实施例所述的一种空中悬挂起重小车电机用加减速控制方法，包括如下步骤：
S1首先获取控制器固定执行周期时间Tt以及空中悬挂起重小车电机的目标速度Vset。
其中，控制器固定执行周期时间Tt的数值在1ms～5ms之间为较好，这样的固定执行周期时间较短，从而进一步使得控制的精度高。
S2接着将目标速度Vset与空中悬挂起重小车电机的当前速度进行对比，判定空中悬挂起重小车处于加速/减速/非加减状态中的那一种状态。
S3A进行对比后发现，目标速度Vset大于当前速度，则代表电机需要进行加速的变化，此时首先计算加速状态的循环次数，本实施例中加速状态的循环次数计算方式如下：Lup＝Tup/Tt*Vset/(Vmax-Vmin)，其中，Lup为加速状态的循环次数，Vmax为电机最大速度，Vmin为电机最小速度，Tup为设定的加速时间。
将加速状态的循环次数计算出，然后输出当前执行周期的电机速度，本实施例中当前执行周期的电机速度：Vout＝Vmin+(Vset-Vmin)/(1+EXP(5-10*i/Lup))，其中，EXP：自然常数e为底的指数函数运算符；接着中间变量值i累加一次，执行周期的电机速度Vout输出一次，这样空中悬挂起重小车电机的速度随着中间变量值i累加一次而进行一次速度的增加，使得电机在加速时的速度进行平稳增加，而不会一下子就切换到加速的高速状态中。
当i<＝Lup时，中间变量值i一直重复处于一次累加的状态中，当前执行周期的电机逐步稳定提升至目标速度Vset。
S当i>Lup时，则代表当前执行周期的电机速度达到了目标速度Vset，则此时的执行周期的电机速度Vout一直处于稳定不变的状态，空中悬挂起重小车电机的加速状态结束，再重新设定电机的目标速度Vest。
参阅图2，为本实施例中空中悬挂起重小车电机的在加速状态时的曲线图，由图可知，当悬挂起重小车电处于加速的拐点时，其为一个具有弧度的曲线，而不是像T型曲线一样直接上升，这是因为执行周期的电机速度Vout是随着中间变量值i重复一次累加来进行速度的增加，使得电机的加速平稳。
S3C进行对比后发现，目标速度Vset小于当前速度，则代表电机需要进行减速的变化，此时首先计算减速状态的循环次数，减速状态的循环次数设定为Ldown，Ldown＝Tdown/Tt*Vset/(Vmax-Vmin)；其中，Vmax为电机最大速度，Vmin为电机最小速度，Tdown为设定的减速时间。
接着输出当前执行周期的电机速度，本实施例中执行周期的电机速度为：Vout＝Vmax-(Vmax-Vset)/(1+EXP(5-10*f/Ldown))，其中，EXP：自然常数e为底的指数函数运算符。
接着中间变量值f累加一次，执行周期的电机速度Vout输出一次，这样空中悬挂起重小车电机的速度随着中间变量值f累加一次而进行一次速度的降低，使得电机在减速时的速度进行平稳降低，而不会一下子就切换到低速的状态中。
当f<＝Lup时，中间变量值f一直重复处于一次累加的状态中，执行周期的电机逐步稳定降低至目标速度Vset。
S3C当f>Lup时，则代表当前执行周期的电机速度达到了目标速度Vset，则此时的执行周期的电机速度Vout一直处于稳定不变的状态，空中悬挂起重小车电机的减速状态结束，再重新设定电机的目标速度Vest。
参阅图3，为本实施例中空中悬挂起重小车电机的在减速状态时的曲线图，由图可知，当悬挂起重小车电处于减速的拐点时，其为一个具有弧度的曲线，而不是像T型曲线一样直接下降，这是因为执行周期的电机速度Vout是随着中间变量值i重复一次累加来进行速度的降低，这样电机的减速较为光滑平稳。
S3B：若Vset等于电机的当前速度值，则电机处于非加、减速状态，按需求重新设定电机的目标速度Vest即可。
参阅图4，为本发明一实施例中空中悬挂起重小车电机在运输晶圆时加减速状态切换时的曲线状态图。
当处于h1段时，此时的空中悬挂起重小车电机处于加速状态，加速状态时，首先计算出加速状态的循环次数，然后根据加速状态的循环次数输出当前执行周期的电机速度，再通过中间变量i的依次单个累加来实现电机的加速状态，其加速状态平稳。
当处于h2段时，此时的空中悬挂起重小车电机处于减速状态，减速状态时，首先计算出减速状态的循环次数，然后根据减速状态的循环次数输出当前执行周期的电机速度，再通过中间变量f的依次单个累加来实现电机的减速状态，其减速状态平稳。
接着依次在h3段和h4段中实现电机的减速和加速，整个加减速的切换状态平稳，实现电机速度的平稳切换和过渡，从而减轻车体的震动、大大增加了良品率，降低了晶圆损坏频率，满足了实际的使用需求。
以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。
Claims (4)
1.一种空中悬挂起重小车电机用加减速控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取控制器固定执行周期时间Tt以及空中悬挂起重小车电机的目标速度Vset；
将Vset与电机的当前速度进行对比，判定空中悬挂起重小车处于加速/减速/非加状态；
当空中悬挂起重小车处于加速时，计算加速状态的循环次数Lup，输出当前执行周期的电机速度：Vout＝Vmin+(Vset-Vmin)/(1+EXP(5-10*i/Lup))；中间变量值i以累加一次的方式累加直到i>Lup，则加速状态结束，按需求重新设定电机的目标速度Vest；
当空中悬挂起重小车处于减速时，计算减速状态的循环次数Ldown，输出当前执行周期的电机速度：Vout＝Vmax-(Vmax-Vset)/(1+EXP(5-10*f/Ldown))，中间变量值f以累加一次的方式累加直到f>Lup，则减速状态结束，按需求重新设定电机的目标速度Vest；
若Vset等于电机的当前速度值，则电机处于非加、减速状态，按需求重新设定电机的目标速度Vest。
2.如权利要求1所述的空中悬挂起重小车电机用加减速控制方法，其特征在于：控制器固定执行周期时间Tt的数值为1ms～5ms。
3.如权利要求1所述的空中悬挂起重小车电机用加减速控制方法，其特征在于：加速状态的循环次数计算方式如下：Lup＝Tup/Tt*Vset/(Vmax-Vmin)；其中，Vmax为电机最大速度，Vmin为电机最小速度，Tup为设定的加速时间。
4.如权利要求1所述的空中悬挂起重小车电机用加减速控制方法，其特征在于：减速状态的循环次数计算方式如下：Ldown＝Tdown/Tt*Vset/(Vmax-Vmin)；
其中，Vmax为电机最大速度，Vmin为电机最小速度，Tdown为设定的减速时间。
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