專利名稱：直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置精確定位方法和相關(guān)定位裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及直流電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置定位方法技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置精確定位方法和相關(guān)定位裝置。
背景技術(shù)：
隨著國內(nèi)電機(jī)制造技術(shù)的日益成熟，操作簡單、控制便捷的直流電機(jī)被越來越多的應(yīng)用到各行各業(yè)中，對(duì)直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置的精確定位受到了越來越多的關(guān)注。直流電機(jī)具有直流供電、調(diào)速平滑、快捷、調(diào)速范圍廣等特點(diǎn)。利用直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)到達(dá)設(shè)定的目標(biāo)位置，實(shí)現(xiàn)后續(xù)控制的方法被大量加入到各種控制系統(tǒng)中。所以非常有必要對(duì)直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置進(jìn)行精確的定位，以保證整個(gè)控制系統(tǒng)正?？煽康墓ぷ鳌Ｖ绷麟姍C(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置定位方法主要包括直流電機(jī)控制、轉(zhuǎn)角傳感器位置檢測(cè)、PWM信號(hào)控制、上位機(jī)監(jiān)測(cè)。直流電機(jī)調(diào)速快捷，導(dǎo)致其啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，在轉(zhuǎn)動(dòng)停止時(shí)會(huì)因慣性造成位置的偏差，為此需要一種直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置精確定位的方法，以便快速、精確的轉(zhuǎn)動(dòng)到設(shè)定的目標(biāo)位置，為整個(gè)控制系統(tǒng)的可靠性提供保障。因此，為了解決存在的上述問題與缺陷，需要提供一種直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置精確定位方法，其能夠精確、快捷、可靠地實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置定位，從而解決直流電機(jī)停止時(shí)， 由于慣性造成的轉(zhuǎn)動(dòng)位置偏差，避免整個(gè)系統(tǒng)受到位置偏差帶來的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置精確定位方法和相關(guān)定位裝置，該直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置精確定位方法設(shè)計(jì)巧妙，能夠精確、快捷、 可靠地實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置定位，從而解決直流電機(jī)停止時(shí)，由于慣性造成的轉(zhuǎn)動(dòng)位置偏差，避免整個(gè)系統(tǒng)受到位置偏差帶來的影響，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明的第一方面，提供了一種直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置精確定位方法，其特點(diǎn)是，包括以下步驟(1)通過控制單元控制PWM信號(hào)單元驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)朝目標(biāo)位置進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)；(2)所述直流電機(jī)停止后通過轉(zhuǎn)軸位置檢測(cè)部件檢測(cè)所述直流電機(jī)的轉(zhuǎn)軸的實(shí)際位置，并反饋給所述控制單元；(3)所述控制單元將所述實(shí)際位置與所述目標(biāo)位置的可允許偏差范圍進(jìn)行比較， 若所述實(shí)際位置落在所述目標(biāo)位置的可允許偏差范圍之內(nèi)，則定位結(jié)束；若所述實(shí)際位置落在所述目標(biāo)位置的可允許偏差范圍之外，則所述控制單元控制所述PWM信號(hào)單元驅(qū)動(dòng)所述直流電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，然后重復(fù)步驟0)-(3)。較佳地，所述轉(zhuǎn)軸位置檢測(cè)部件是轉(zhuǎn)角傳感器，所述轉(zhuǎn)角傳感器以模擬電壓值表示所述實(shí)際位置，在步驟(3)中，所述控制單元將所述模擬電壓值與對(duì)應(yīng)所述目標(biāo)位置的電壓值的可允許偏差范圍進(jìn)行比較。 較佳地，所述控制單元采用上位機(jī)控制監(jiān)測(cè)單元。
較佳地，在步驟(1)中，所述PWM信號(hào)單元以大占空比輸出驅(qū)動(dòng)所述直流電機(jī)。占空比的值在0-1之間，所謂大占空比是指以0. 5以上的占空比輸出，此時(shí)轉(zhuǎn)矩較大，轉(zhuǎn)速較快。較佳地，在步驟(3)中，所述PWM信號(hào)單元以小占空比輸出驅(qū)動(dòng)所述直流電機(jī)。如上所述，占空比的值在0-1之間，所謂小占空比是指以0. 5以下的占空比輸出，此時(shí)轉(zhuǎn)矩較小，轉(zhuǎn)速較慢。在本發(fā)明的第二方面，提供了一種直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置精確定位裝置，其特點(diǎn)是，用于上述的直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置精確定位方法，所述直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置精確定位裝置包括控制單元、PWM信號(hào)單元、直流電機(jī)和轉(zhuǎn)軸位置檢測(cè)部件，所述轉(zhuǎn)軸位置檢測(cè)部件和所述直流電機(jī)的轉(zhuǎn)軸配合設(shè)置用于檢測(cè)所述轉(zhuǎn)軸的位置，所述控制單元分別電路連接所述PWM信號(hào)單元和所述轉(zhuǎn)軸位置檢測(cè)部件，所述PWM信號(hào)單元電路連接所述直流電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)所述直流電機(jī)。較佳地，所述轉(zhuǎn)軸位置檢測(cè)部件是轉(zhuǎn)角傳感器，所述轉(zhuǎn)角傳感器以模擬電壓值表示所述的轉(zhuǎn)軸的位置。較佳地，所述控制單元采用上位機(jī)控制監(jiān)測(cè)單元。較佳地，所述直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置精確定位裝置還包括電源單元，所述電源單元分別電路連接所述直流電機(jī)和所述轉(zhuǎn)軸位置檢測(cè)部件。本發(fā)明的有益效果具體在于本發(fā)明的直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置精確定位方法包括以下步驟(1)通過控制單元控制PWM信號(hào)單元驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)朝目標(biāo)位置進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)；( 所述直流電機(jī)停止后通過轉(zhuǎn)軸位置檢測(cè)部件檢測(cè)所述直流電機(jī)的轉(zhuǎn)軸的實(shí)際位置，并反饋給所述控制單元；C3)所述控制單元將所述實(shí)際位置與所述目標(biāo)位置的可允許偏差范圍進(jìn)行比較，若所述實(shí)際位置落在所述目標(biāo)位置的可允許偏差范圍之內(nèi)，則定位結(jié)束；若所述實(shí)際位置落在所述目標(biāo)位置的可允許偏差范圍之外，則所述控制單元控制所述PWM信號(hào)單元驅(qū)動(dòng)所述直流電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，然后重復(fù)步驟0)-(3)，如此循環(huán)，以達(dá)到精確定位的效果，設(shè)計(jì)巧妙，能夠精確、快捷、可靠地實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置定位，從而解決直流電機(jī)停止時(shí)，由于慣性造成的轉(zhuǎn)動(dòng)位置偏差，避免整個(gè)系統(tǒng)受到位置偏差帶來的影響，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。


圖1是本發(fā)明的直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置精確定位裝置的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1所示的具體實(shí)施例的轉(zhuǎn)角傳感器和直流電機(jī)的轉(zhuǎn)軸的配合示意圖。圖3是本發(fā)明的直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置精確定位方法的一具體實(shí)施例的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實(shí)施例詳細(xì)說明。應(yīng)理解，實(shí)施例僅是用于說明本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。請(qǐng)參見圖1和2所示，本發(fā)明的直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置精確定位裝置，用于直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置精確定位，包括控制單元、PWM信號(hào)單元、直流電機(jī)和轉(zhuǎn)軸位置檢測(cè)部件，所述轉(zhuǎn)軸位置檢測(cè)部件和所述直流電機(jī)的轉(zhuǎn)軸2配合設(shè)置用于檢測(cè)所述轉(zhuǎn)軸2的位置，所述控制單元分別電路連接所述PWM信號(hào)單元和所述轉(zhuǎn)軸位置檢測(cè)部件，所述PWM信號(hào)單元電路連接所述直流電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)所述直流電機(jī)。所述轉(zhuǎn)軸位置檢測(cè)部件可以采用任何合適的部件，請(qǐng)參見圖1所示，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)軸位置檢測(cè)部件是轉(zhuǎn)角傳感器1，所述轉(zhuǎn)角傳感器1以模擬電壓值表示所述的轉(zhuǎn)軸2的位置。請(qǐng)具體參見圖2所示，直流電機(jī)的轉(zhuǎn)軸2上安裝有感應(yīng)磁頭3，轉(zhuǎn)角傳感器1通過對(duì)應(yīng)所述感應(yīng)磁頭3的磁性區(qū)間(斜線部分)得到轉(zhuǎn)軸2的當(dāng)前位置的模擬電壓值。所述控制單元可以采用任何合適的部件，請(qǐng)參見圖1所示，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述控制單元采用上位機(jī)控制監(jiān)測(cè)單元。為了給所述直流電機(jī)和所述轉(zhuǎn)軸位置檢測(cè)部件提供電源，較佳地，所述直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置精確定位裝置還包括電源單元，所述電源單元分別電路連接所述直流電機(jī)和所述轉(zhuǎn)軸位置檢測(cè)部件。請(qǐng)參見圖1所示，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述電源單元分別電路連接所述直流電機(jī)和所述轉(zhuǎn)角傳感器1。采用上述直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置精確定位裝置進(jìn)行直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置精確定位時(shí)，包括以下步驟(1)通過上位機(jī)控制監(jiān)測(cè)單元控制PWM信號(hào)單元以大占空比輸出驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)朝目標(biāo)位置進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)；(2)所述直流電機(jī)停止后通過轉(zhuǎn)角傳感器1得到所述直流電機(jī)的轉(zhuǎn)軸2的實(shí)際位置的模擬電壓值，并反饋給所述上位機(jī)控制監(jiān)測(cè)單元；(3)所述上位機(jī)控制監(jiān)測(cè)單元將所述模擬電壓值與對(duì)應(yīng)所述目標(biāo)位置的電壓值的可允許偏差范圍進(jìn)行比較，若所述模擬電壓值落在所述的電壓值的可允許偏差范圍之內(nèi)， 則定位結(jié)束；若所述模擬電壓值落在所述的電壓值的可允許偏差范圍之外，則所述上位機(jī)控制監(jiān)測(cè)單元控制所述PWM信號(hào)單元以小占空比輸出驅(qū)動(dòng)所述直流電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，然后重復(fù)步驟0)-(3)。如此循環(huán)，以達(dá)到精確定位的效果。因此，本發(fā)明主要由以下步驟組成1、直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)至目標(biāo)位置(大占空比輸出)PWM信號(hào)以大占空比輸出驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)正向運(yùn)轉(zhuǎn)，快速轉(zhuǎn)動(dòng)到設(shè)定的目標(biāo)位置，由于電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)慣性作用，實(shí)際的停止位置可能會(huì)超過目標(biāo)位置一定距離，可能會(huì)超出允許的目標(biāo)位置偏差范圍。2、上位機(jī)延時(shí)監(jiān)測(cè)主要檢測(cè)直流電機(jī)停止的位置是否在目標(biāo)位置允許的偏差范圍內(nèi)。延時(shí)一定時(shí)間確定電機(jī)已經(jīng)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)角傳感器1根據(jù)固定在直流電機(jī)的轉(zhuǎn)軸 2上的感應(yīng)磁頭3感應(yīng)輸出相應(yīng)的模擬電壓值，上位機(jī)控制監(jiān)測(cè)單元根據(jù)此電壓值與目標(biāo)位置電壓值作比較，判斷是否需要進(jìn)行直流電機(jī)反轉(zhuǎn)流程。3、直流電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)(小占空比)主要驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)以小占空比輸出較快的反向轉(zhuǎn)動(dòng)到目標(biāo)位置。上位機(jī)控制監(jiān)測(cè)單元通過轉(zhuǎn)角傳感器1輸出的模擬電壓值，判定直流電機(jī)停止位置超出設(shè)定目標(biāo)位置允許的偏差值，命令PWM信號(hào)以小占空比輸出驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)反轉(zhuǎn)到設(shè)定的目標(biāo)位置。由于占空比減小，電機(jī)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩均相應(yīng)減小，所產(chǎn)生的慣性作用力減小， 實(shí)際停止位置符合允許的目標(biāo)位置偏差范圍。
因此，通過本發(fā)明，可以快速有效地檢測(cè)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)軸2轉(zhuǎn)動(dòng)到達(dá)的位置；可以實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)軸2的轉(zhuǎn)動(dòng)位置的精確定位。綜上，本發(fā)明的直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置精確定位方法設(shè)計(jì)巧妙，能夠精確、快捷、可靠地實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置定位，從而解決直流電機(jī)停止時(shí)，由于慣性造成的轉(zhuǎn)動(dòng)位置偏差， 避免整個(gè)系統(tǒng)受到位置偏差帶來的影響，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。在此說明書中，本發(fā)明已參照其特定的實(shí)施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，說明書和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說明性的而非限制性的。
權(quán)利要求
1.一種直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置精確定位方法，其特征在于，包括以下步驟(1)通過控制單元控制PWM信號(hào)單元驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)朝目標(biāo)位置進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)；(2)所述直流電機(jī)停止后通過轉(zhuǎn)軸位置檢測(cè)部件檢測(cè)所述直流電機(jī)的轉(zhuǎn)軸的實(shí)際位置，并反饋給所述控制單元；(3)所述控制單元將所述實(shí)際位置與所述目標(biāo)位置的可允許偏差范圍進(jìn)行比較，若所述實(shí)際位置落在所述目標(biāo)位置的可允許偏差范圍之內(nèi)，則定位結(jié)束；若所述實(shí)際位置落在所述目標(biāo)位置的可允許偏差范圍之外，則所述控制單元控制所述PWM信號(hào)單元驅(qū)動(dòng)所述直流電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，然后重復(fù)步驟0)-(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置精確定位方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)軸位置檢測(cè)部件是轉(zhuǎn)角傳感器，所述轉(zhuǎn)角傳感器以模擬電壓值表示所述實(shí)際位置，在步驟(3) 中，所述控制單元將所述模擬電壓值與對(duì)應(yīng)所述目標(biāo)位置的電壓值的可允許偏差范圍進(jìn)行比較。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置精確定位方法，其特征在于，所述控制單元采用上位機(jī)控制監(jiān)測(cè)單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置精確定位方法，其特征在于，在步驟(1) 中，所述PWM信號(hào)單元以大占空比輸出驅(qū)動(dòng)所述直流電機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置精確定位方法，其特征在于，在步驟(3) 中，所述PWM信號(hào)單元以小占空比輸出驅(qū)動(dòng)所述直流電機(jī)。
6.一種直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置精確定位裝置，其特征在于，用于根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置精確定位方法，所述直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置精確定位裝置包括控制單元、PWM信號(hào)單元、直流電機(jī)和轉(zhuǎn)軸位置檢測(cè)部件，所述轉(zhuǎn)軸位置檢測(cè)部件和所述直流電機(jī)的轉(zhuǎn)軸配合設(shè)置用于檢測(cè)所述轉(zhuǎn)軸的位置，所述控制單元分別電路連接所述PWM信號(hào)單元和所述轉(zhuǎn)軸位置檢測(cè)部件，所述PWM信號(hào)單元電路連接所述直流電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)所述直流電機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置精確定位方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)軸位置檢測(cè)部件是轉(zhuǎn)角傳感器，所述轉(zhuǎn)角傳感器以模擬電壓值表示所述的轉(zhuǎn)軸的位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置精確定位方法，其特征在于，所述控制單元采用上位機(jī)控制監(jiān)測(cè)單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置精確定位方法，其特征在于，所述直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置精確定位裝置還包括電源單元，所述電源單元分別電路連接所述直流電機(jī)和所述轉(zhuǎn)軸位置檢測(cè)部件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置精確定位方法，包括以下步驟(1)通過控制單元控制PWM信號(hào)單元驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)朝目標(biāo)位置進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)；(2)直流電機(jī)停止后通過轉(zhuǎn)軸位置檢測(cè)部件檢測(cè)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)軸的實(shí)際位置，并反饋給控制單元；(3)控制單元將實(shí)際位置與目標(biāo)位置的可允許偏差范圍進(jìn)行比較，若落在可允許偏差范圍之外，則控制單元控制PWM信號(hào)單元驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，然后重復(fù)步驟(2)-(3)，否則定位結(jié)束。還提供了相關(guān)定位裝置。本發(fā)明的定位方法設(shè)計(jì)巧妙，能夠精確、快捷、可靠地實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置定位，從而解決直流電機(jī)停止時(shí)，由于慣性造成的轉(zhuǎn)動(dòng)位置偏差，避免整個(gè)系統(tǒng)受到位置偏差帶來的影響，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)H02P7/00GK102255592SQ201110202608
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月19日
發(fā)明者呂川威, 金軍 申請(qǐng)人:上海中科深江電動(dòng)車輛有限公司