本發(fā)明涉及控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種控制電機(jī)的方法及控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

控制部分控制電機(jī)的運(yùn)行，在電機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中，其運(yùn)行工況一般較為復(fù)雜，存在雜質(zhì)異物進(jìn)入的可能，從而引起電機(jī)卡住。

如圖1所示，電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生堵轉(zhuǎn)和未發(fā)生堵轉(zhuǎn)的反饋位置和實(shí)際位置對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖；其中實(shí)線代表實(shí)際位置，虛線代表反饋位置，彎折處為tchange時(shí)刻。在tchange時(shí)刻之前，電機(jī)沒(méi)有發(fā)生失步或卡住等異常，此時(shí)反饋位置和實(shí)際位置一致，反饋位置和實(shí)際位置相符。tchange時(shí)刻，電機(jī)發(fā)生卡住，之后實(shí)際位置一直停留，不再變化。由于未對(duì)電機(jī)的堵轉(zhuǎn)進(jìn)行控制，控制部分會(huì)認(rèn)為電機(jī)工作仍然“正?！?，而繼續(xù)給線圈施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)，相應(yīng)地控制部分會(huì)認(rèn)為自身位置在“按照施加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)正常變化直到走到目標(biāo)位置”并將此上報(bào)給系統(tǒng)中更上一層的控制器。這樣就產(chǎn)生實(shí)際位置和上報(bào)位置不符的問(wèn)題。這將嚴(yán)重影響系統(tǒng)控制的可靠性。

因此，有必要對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，以解決以上技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種控制電機(jī)的方法及控制系統(tǒng)，有利于提高控制的可靠性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種控制電機(jī)的方法，包括：

步驟s11，采集電機(jī)的bemf值，并保存在bemf寄存器中；

步驟s12，設(shè)bemf值總和為一初始值；

步驟s13，從所述bemf寄存器中讀取所述bemf值，并將本次所述bemf值轉(zhuǎn)換為bemf等效值；

步驟s14，將所述bemf值總和與所述bemf等效值的和作為新的bemf值總和；

步驟s15，判斷所述bemf值總和是否大于閾值，若是，則判定電機(jī)發(fā)生堵轉(zhuǎn)，并發(fā)出信號(hào)；若否，則返回步驟s13。

所述步驟s11包括：步驟s111，通過(guò)基準(zhǔn)時(shí)鐘生成時(shí)鐘信號(hào)；步驟s112，根據(jù)所述時(shí)鐘信號(hào)在采樣線圈的電流過(guò)零時(shí)間內(nèi)對(duì)所述采樣線圈兩端電壓進(jìn)行采樣，并將采樣電壓保存在所述bemf寄存器中；所述采樣電壓為電機(jī)的所述bemf值。

所述步驟s111包括，對(duì)所述時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行延時(shí)。

還包括步驟s2，設(shè)定電機(jī)速度為一非電機(jī)諧振區(qū)間速度；該步驟設(shè)置在所述步驟s12之前或之后。

本發(fā)明還公開(kāi)了一種控制電機(jī)的方法，其特征在于，包括：

步驟s11，采集電機(jī)的bemf值，并保存在bemf寄存器中，同時(shí)使用微步寄存器保存當(dāng)前電機(jī)運(yùn)行所處的微步值；

步驟s12，設(shè)bemf值總和為一初始值；

步驟s13，從所述bemf寄存器中讀取所述bemf值，從所述微步寄存器中讀取所述微步值；

步驟s14，判斷所述微步值是否為電機(jī)步進(jìn)模式設(shè)定值的整數(shù)倍，若是，則返回步驟s13；

步驟s16，確定本次所述bemf值為有效值并將所述bemf值轉(zhuǎn)換為bemf等效值；

步驟s17，將所述bemf值總和與所述bemf等效值的和作為新的bemf值總和；

步驟s18，判斷所述bemf值總和是否大于閾值，若是，則判定電機(jī)發(fā)生堵轉(zhuǎn)并發(fā)出信號(hào)；若否，則返回步驟s13。

所述步驟s11包括：步驟s111，通過(guò)基準(zhǔn)時(shí)鐘生成時(shí)鐘信號(hào)；步驟s112，根據(jù)所述時(shí)鐘信號(hào)在采樣線圈的電流過(guò)零時(shí)間內(nèi)對(duì)所述采樣線圈兩端電壓進(jìn)行采樣，并將采樣電壓保存在所述bemf寄存器中；所述采樣電壓為電機(jī)的所述bemf值；步驟s113，將采樣電壓保存在bemf寄存器中的同時(shí)使用微步寄存器保存當(dāng)前所述電機(jī)運(yùn)行所處的微步值。

還包括步驟s15，判斷所述微步值與之前微步值是否在一個(gè)象限內(nèi)，若是則返回步驟s13，若否執(zhí)行步驟s16。

還包括步驟s2，設(shè)定電機(jī)速度為一非電機(jī)諧振區(qū)間速度；該步驟設(shè)置在所述步驟s12之前或之后。

本發(fā)明還提供一種控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)能夠控制電機(jī)運(yùn)行，所述控制系統(tǒng)包括：驅(qū)動(dòng)控制模塊，其控制生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)；

驅(qū)動(dòng)模塊，其接收所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)；

中心處理模塊，其與所述驅(qū)動(dòng)控制模塊連接，判斷所述電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)；

所述中心處理模塊包括：

初始值設(shè)定模塊，其將bemf值總和設(shè)置為一初始值；

數(shù)據(jù)接收模塊，其與所述驅(qū)動(dòng)控制模塊連接，接收所述驅(qū)動(dòng)控制模塊從bemf寄存器中讀取的bemf值；

等效模塊，其將所述bemf值轉(zhuǎn)換為bemf等效值；

賦值模塊，其將所述bemf值總和與所述bemf等效值的和作為新的bemf值總和；

預(yù)設(shè)模塊，其內(nèi)預(yù)先設(shè)置有閾值；

判斷模塊，其判斷所述bemf值總和是否大于所述閾值，若是，判定堵轉(zhuǎn)發(fā)出堵轉(zhuǎn)信號(hào)，若否，向所述數(shù)據(jù)接收模塊發(fā)送再啟動(dòng)信號(hào)。

還包括：線圈選擇及采樣保持電路，其與所述電機(jī)連接，對(duì)所述電機(jī)的定子線圈兩端電壓進(jìn)行采樣；adc電路，其將采樣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；所述驅(qū)動(dòng)控制模塊中的所述bemf寄存器，接收所述數(shù)字信號(hào)并存儲(chǔ)。

所述驅(qū)動(dòng)控制模塊基于輸入的基準(zhǔn)時(shí)鐘，控制生成所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并向所述線圈選擇及采樣保持電路傳輸。

所述驅(qū)動(dòng)控制模塊還包括微步寄存器，所述微步寄存器保存當(dāng)前電機(jī)運(yùn)行所處的微步值。

所述驅(qū)動(dòng)控制模塊還包括延時(shí)電路，其對(duì)所述時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行延時(shí)。

所述中心處理模塊還包括：微步值對(duì)比模塊；所述數(shù)據(jù)接收模塊還接收所述驅(qū)動(dòng)控制模塊從所述微步寄存器中讀取的所述微步值；所述微步值對(duì)比模塊判斷所述微步值是否為所述電機(jī)步進(jìn)模式設(shè)定值的整數(shù)倍，若是，則向所述數(shù)據(jù)接收模塊發(fā)送再啟動(dòng)信號(hào)。

所述中心處理模塊還包括：象限對(duì)比模塊，其與所述微步值對(duì)比模塊連接，判斷所述微步值與之前微步值是否在一個(gè)象限內(nèi)，若是，則向所述數(shù)據(jù)接收模塊發(fā)送再啟動(dòng)信號(hào)。

與現(xiàn)有技術(shù)比較，控制電機(jī)的方法以及控制系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)電機(jī)定子線圈的電流過(guò)零時(shí)間內(nèi)兩端電壓的采樣，并利用于堵轉(zhuǎn)概率相關(guān)的等效值進(jìn)行判斷，有利掌握電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，以更好地對(duì)所述電機(jī)進(jìn)行控制，這樣，可以對(duì)電機(jī)的堵轉(zhuǎn)進(jìn)行判定，防止因電機(jī)堵轉(zhuǎn)給系統(tǒng)帶來(lái)的嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明各實(shí)施例中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。

圖1為電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生堵轉(zhuǎn)和未發(fā)生堵轉(zhuǎn)的反饋位置和實(shí)際位置對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖；

圖2為控制電機(jī)的方法的第一種實(shí)施方式的流程示意圖；

圖3為定子線圈上產(chǎn)生的bemf值隨電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)速度變化理論值示意圖；

圖4為圖2中的步驟s11的第一種實(shí)施方式的流程示意圖；

圖5為圖2中步驟s11的第二種實(shí)施方式的流程示意圖；

圖6為兩相線圈的電流與時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖；

圖7為一個(gè)周期內(nèi)兩相線圈的電流與時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系另一種實(shí)施方式的示意圖；

圖8為控制電機(jī)的方法的第二種實(shí)施方式的流程示意圖；

圖9控制電機(jī)的方法的第三種實(shí)施方式的流程示意圖；

圖10為包括諧振區(qū)域的定子線圈上產(chǎn)生的bemf值隨電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)速度變化的示意圖；

圖11為步驟s2的第一種實(shí)施方式的流程示意圖；

圖12為步驟s2的第二種實(shí)施方式的流程示意圖；

圖13為步驟s2的第三種實(shí)施方式的流程示意圖；

圖14為控制系統(tǒng)的第一種實(shí)施方式的示意圖；

圖15為控制系統(tǒng)的第二種實(shí)施方式的示意圖；

圖16為中心處理模塊的第一種實(shí)施方式的示意圖；

圖17為中心處理模塊的第二種實(shí)施方式的示意圖；

圖18為中心處理模塊的第三種實(shí)施方式的示意圖；

圖19為中心處理模塊的第四種實(shí)施方式的示意圖；

圖20為電機(jī)線圈上電流過(guò)零時(shí)的線圈電流與時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖；

圖21為電機(jī)線圈上電流過(guò)零時(shí)的線圈電壓與時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖；

圖22為中心處理模塊的第五種實(shí)施方式的示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說(shuō)明。

實(shí)施例1

如圖2所示，控制電機(jī)的方法包括：

步驟s11，采集電機(jī)的bemf(backelectromotiveforce反向電動(dòng)勢(shì))值，并保存在bemf寄存器中；

變化的電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)在定子線圈上產(chǎn)生的bemf隨電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)速度變化理論公式為：

bemf＝-n×b×a×ωsinωt

其中n為定子線圈匝數(shù)、b為電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)強(qiáng)度、a為電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)和線圈的耦合面積、ω為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)角速度。對(duì)于確定的電機(jī)，n、b、a均為常數(shù)，故bemf幅值理論上與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)速度成線性關(guān)系，如圖3所示。因此，bemf值的變化可以反映出電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)速度的變化；通過(guò)對(duì)bemf的采集，可以得到電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)速度變化情況。

步驟s12，設(shè)bemf值總和為一初始值；

步驟s13，從所述bemf寄存器中讀取所述bemf值，并將本次所述bemf值轉(zhuǎn)換為bemf等效值；

將本次bemf值轉(zhuǎn)換為bemf等效值，這一轉(zhuǎn)換建立在每個(gè)bemf值和電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的相關(guān)性分析基礎(chǔ)上。

bemf等效值為電機(jī)異常運(yùn)轉(zhuǎn)的貢獻(xiàn)值，根據(jù)從所述bemf寄存器讀取的bemf值對(duì)電機(jī)異常貢獻(xiàn)大小對(duì)其賦予相應(yīng)的權(quán)重，對(duì)電機(jī)異常貢獻(xiàn)大的，賦予較大的權(quán)重，即根據(jù)從所述bemf寄存器讀取的bemf值對(duì)電機(jī)異常貢獻(xiàn)大小對(duì)其賦予與之成正比的權(quán)重，bemf等效值等于與bemf值相對(duì)應(yīng)的權(quán)重；

步驟s14，將所述bemf值總和與所述bemf等效值的和作為新的bemf值總和；

步驟s15，判斷所述bemf值總和是否大于閾值，若大于，則判定電機(jī)發(fā)生堵轉(zhuǎn)并發(fā)出信號(hào)；若不大于，則返回步驟s13。

需要說(shuō)明的是，步驟s15是建立在步驟s13中的特定轉(zhuǎn)換關(guān)系的基礎(chǔ)上的。當(dāng)采用相反的轉(zhuǎn)換關(guān)系后，步驟s15中判定堵轉(zhuǎn)的判斷條件也可以為bemf值總和小于閾值，這并不影響對(duì)“判定堵轉(zhuǎn)”這一實(shí)際情況的判斷。

這樣，利用于堵轉(zhuǎn)概率相關(guān)的等效值進(jìn)行判斷，有利掌握電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，以更好地對(duì)所述電機(jī)進(jìn)行控制，這樣，可以對(duì)電機(jī)的堵轉(zhuǎn)進(jìn)行判定，防止因電機(jī)堵轉(zhuǎn)給系統(tǒng)帶來(lái)的嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)

實(shí)施例2

如上述所述的控制電機(jī)的方法，本實(shí)施例與其不同之處在于，如圖4所示，所述步驟s11包括：

步驟s111，通過(guò)基準(zhǔn)時(shí)鐘生成時(shí)鐘信號(hào)；

通過(guò)生成時(shí)鐘信號(hào)，可以對(duì)后續(xù)的采樣時(shí)刻進(jìn)行選擇，以便于進(jìn)行特定時(shí)間段內(nèi)的采樣。

步驟s112，根據(jù)所述時(shí)鐘信號(hào)在采樣線圈的電流過(guò)零時(shí)間內(nèi)對(duì)所述采樣線圈兩端電壓進(jìn)行采樣，并將采樣電壓保存在bemf寄存器中；所述采樣電壓為電機(jī)的bemf值。

其中，所述采樣線圈為電機(jī)定子線圈。

電機(jī)定子線圈上電壓表達(dá)式為：

vcoil為線圈電壓，i為線圈電流，r為線圈電阻，l為線圈電感值，bemf為轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)變化在線圈上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)線圈上電流為0時(shí)，線圈的端電壓即等于bemf，因此可以通過(guò)在線圈上電流為零時(shí)采集線圈電壓值以得到bemf。

另外，對(duì)所述采樣線圈的兩端電壓進(jìn)行采樣時(shí)，所述電機(jī)的定子線圈一般為一個(gè)或兩個(gè)或三個(gè)或三個(gè)以上，此時(shí)可以選取其中一個(gè)作為采樣線圈進(jìn)行采樣。

該步驟中，在對(duì)所述采樣線圈兩端電壓進(jìn)行采樣后，將采樣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，該數(shù)字信號(hào)為所述采樣電壓。

這樣，可以直接在采樣線圈的電流過(guò)零時(shí)間內(nèi)測(cè)得電機(jī)的bemf值，簡(jiǎn)單、快速、方便。

實(shí)施例3

如上述所述的控制電機(jī)的方法，本實(shí)施例與其不同之處在于，所述步驟s111還包括，對(duì)所述時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行延時(shí)；

圖20中t1和t2之間為線圈電流過(guò)零時(shí)間。虛線為理論值，實(shí)線為實(shí)際值。由于線圈的儲(chǔ)能特性，當(dāng)驅(qū)動(dòng)線圈的驅(qū)動(dòng)模塊關(guān)斷之后(t1時(shí)刻)，線圈中電流不會(huì)馬上為0，而是需要一定時(shí)間之后才能變?yōu)?(tdecay時(shí)刻)。由于有此特性存在，因此實(shí)際的bemf值是tdecay時(shí)刻后的線圈電壓值。如圖21所示，s10和s27分別是本次電流過(guò)零的第一次和最后一次線圈電壓采樣。從s10到s14，所采線圈電壓值除了bemf還包含本身線圈電流產(chǎn)生的電壓；s14之后，線圈中原儲(chǔ)能已經(jīng)消耗掉，所采電壓值只包含bemf。

在一個(gè)線圈過(guò)零點(diǎn)時(shí)對(duì)線圈電壓的采樣次數(shù)取決于電機(jī)速度和采樣頻率，但總是存在tdecay時(shí)刻之前線圈電壓不是線圈實(shí)際bemf的問(wèn)題。

tdecay時(shí)長(zhǎng)主要取決于線圈儲(chǔ)能，相對(duì)于該儲(chǔ)能釋放所需時(shí)間，線圈過(guò)零維持時(shí)間要長(zhǎng)的多。這樣，通過(guò)對(duì)時(shí)鐘信號(hào)的延時(shí)，使得線圈每次過(guò)零時(shí)做適當(dāng)延時(shí)以確保在tdecay時(shí)刻之后再保存在bemf寄存器中。

對(duì)時(shí)鐘信號(hào)的延時(shí)，可以通過(guò)在基準(zhǔn)時(shí)鐘內(nèi)集成延時(shí)電路來(lái)完成；也可以是其他的延時(shí)方式。

通過(guò)延時(shí)，可以避免線圈過(guò)零開(kāi)始時(shí)刻殘留電流對(duì)bemf值的影響。

實(shí)施例4

如上述所述的控制電機(jī)的方法，本實(shí)施例與其不同之處在于，如圖5所示，所述步驟s11還包括：

步驟s113，將采樣電壓保存在bemf寄存器中的同時(shí)使用微步寄存器保存當(dāng)前所述電機(jī)運(yùn)行所處的微步值。

這樣，可以通過(guò)微步值判斷電機(jī)的運(yùn)行狀況。

實(shí)施例5

如圖8所示，所述控制電機(jī)的方法包括：

步驟s11，采集電機(jī)的bemf(backelectromotiveforce反向電動(dòng)勢(shì))值，并保存在bemf寄存器中，同時(shí)使用微步寄存器保存當(dāng)前電機(jī)運(yùn)行所處的微步值；

變化的電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)在定子線圈上產(chǎn)生的bemf值隨電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)速度變化理論公式為：

bemf＝-n×b×a×ωsinωt

其中n為定子線圈匝數(shù)、b為電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)強(qiáng)度、a為電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)和線圈的耦合面積、ω為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)角速度。對(duì)于確定的電機(jī)，n、b、a均為常數(shù)，故bemf幅值理論上與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)速度成線性關(guān)系，如圖3所示。因此，bemf值的變化可以反映出電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)速度的變化；通過(guò)對(duì)bemf的采集，可以得到電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)速度變化情況。

其中，微步寄存器保存的值為當(dāng)前電機(jī)運(yùn)行所處的微步值，因此通過(guò)讀取該寄存器中值即可判斷當(dāng)前電機(jī)運(yùn)行處于什么微步位置。對(duì)于電機(jī)步進(jìn)模式設(shè)定值為16微步(即一個(gè)整步分為16微步來(lái)走)時(shí)，該寄存器值范圍為0到63，該范圍對(duì)應(yīng)4個(gè)整步，即一個(gè)驅(qū)動(dòng)周期。當(dāng)步進(jìn)模式設(shè)定值更改，該寄存器范圍相應(yīng)更改。

步驟s12，設(shè)bemf值總和為一初始值；

步驟s13，從所述bemf寄存器中讀取所述bemf值，從所述微步寄存器中讀取所述微步值；

步驟s14，判斷所述微步值是否為所述電機(jī)步進(jìn)模式設(shè)定值的整數(shù)倍，若是，則返回步驟s13；

線圈過(guò)零時(shí)刻的每次線圈電壓采樣值都會(huì)被保存在bemf寄存器中，即s10到s27的每次采樣值都會(huì)保存到bemf寄存器。該線圈過(guò)零時(shí)刻之后，bemf寄存器保存本次線圈過(guò)零最后一次的采樣值直到下一個(gè)線圈過(guò)零時(shí)刻。s10到s27發(fā)生在一次線圈過(guò)零時(shí)間內(nèi)，因此對(duì)應(yīng)的微步寄存器值為同一個(gè)值，當(dāng)電機(jī)步進(jìn)模式設(shè)定值為16微步，該值為0，或16，或32，或48。

當(dāng)微步值對(duì)應(yīng)線圈過(guò)零點(diǎn)時(shí)，bemf寄存器值可能采自tdecay時(shí)刻之前的線圈電壓。而在線圈過(guò)零點(diǎn)期間，bemf寄存器中會(huì)一直保存上一次線圈過(guò)零最后時(shí)刻的bemf值。線圈過(guò)零點(diǎn)對(duì)應(yīng)的微步值為電機(jī)步進(jìn)模式設(shè)定值的整數(shù)倍，因此可以讀取微步寄存器值來(lái)判斷本次bemf值是否有效。如電機(jī)步進(jìn)模式設(shè)定值為16微步，那么當(dāng)讀取的當(dāng)前微步值為0，或16，或32，或48時(shí)，則本次從bemf寄存器讀取的bemf值為非有效值。

通過(guò)該步驟，可以直接利用微步值排除線圈過(guò)零開(kāi)始時(shí)刻殘留電流對(duì)bemf值的影響。

步驟s16，確定本次所述bemf值為有效值并將所述bemf值轉(zhuǎn)換為bemf等效值；

將本次bemf值轉(zhuǎn)換為bemf等效值，這一轉(zhuǎn)換建立在每個(gè)bemf值和電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的相關(guān)性分析基礎(chǔ)上。

bemf等效值為電機(jī)異常運(yùn)轉(zhuǎn)的貢獻(xiàn)值，根據(jù)從所述bemf寄存器讀取的bemf值對(duì)電機(jī)異常貢獻(xiàn)大小對(duì)其賦予相應(yīng)的權(quán)重，對(duì)電機(jī)異常貢獻(xiàn)大的，賦予較大的權(quán)重，即根據(jù)從所述bemf寄存器讀取的bemf值對(duì)電機(jī)異常貢獻(xiàn)大小對(duì)其賦予與之成正比的權(quán)重，bemf等效值等于與bemf值相對(duì)應(yīng)的權(quán)重；

步驟s17，將所述bemf值總和與所述bemf等效值的和作為新的bemf值總和；

步驟s18，判斷所述bemf值總和是否大于閾值，若大于，則判定電機(jī)發(fā)生堵轉(zhuǎn)并發(fā)出信號(hào)；若不大于，則返回步驟s13。

需要說(shuō)明的是，本步驟是建立在步驟s16中的特定轉(zhuǎn)換關(guān)系的基礎(chǔ)上的。當(dāng)采用相反的轉(zhuǎn)換關(guān)系后，本步驟中判定堵轉(zhuǎn)的判斷條件也可以為bemf值總和小于閾值，這并不影響對(duì)“判定堵轉(zhuǎn)”這一實(shí)際情況的判斷。

這樣，利用于堵轉(zhuǎn)概率相關(guān)的等效值進(jìn)行判斷，有利掌握電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，以更好地對(duì)所述電機(jī)進(jìn)行控制，這樣，可以對(duì)電機(jī)的堵轉(zhuǎn)進(jìn)行判定，防止因電機(jī)堵轉(zhuǎn)給系統(tǒng)帶來(lái)的嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)。

實(shí)施例6

如實(shí)施例3所述的控制電機(jī)的方法，本實(shí)施例與其不同之處在于，如圖9所示，還包括步驟s15，判斷所述微步值與之前微步值是否在一個(gè)象限內(nèi)，若是則返回步驟s13，若否執(zhí)行步驟s16；該步驟在步驟s14之后，在步驟s16之前。

圖6和圖7中ta0和tb0分別為兩相線圈過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻。由于線圈電壓采樣只在電流過(guò)零時(shí)發(fā)生，這樣ta0時(shí)刻最后一次電壓采樣值保存在bemf寄存器之后，會(huì)一直保存到tb0時(shí)刻之前。而讀取寄存器值的頻率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于這一頻率，這樣一次過(guò)零點(diǎn)的采樣值會(huì)被多次讀取。

圖6中示意出ta0的最后一次采樣值被連續(xù)讀取了5次。這樣，一次過(guò)零點(diǎn)bemf值就被多次讀取進(jìn)而被重復(fù)使用，給正常的電機(jī)控制帶來(lái)不便。

圖7示出了步進(jìn)模式設(shè)置值為16微步時(shí)電機(jī)所處微步值和象限的對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此通過(guò)微步寄存器值即可判斷象限是否更新。

通過(guò)本步驟，可以進(jìn)一步解決圖6所示的一次過(guò)零點(diǎn)bemf值被多次讀取進(jìn)而被重復(fù)使用的問(wèn)題。

實(shí)施例7

如上述所述的控制電機(jī)的方法，本實(shí)施例與其不同之處在于，如圖5所示，所述步驟s11包括：

步驟s111，通過(guò)基準(zhǔn)時(shí)鐘生成時(shí)鐘信號(hào)；

通過(guò)生成時(shí)鐘信號(hào)，可以對(duì)后續(xù)的采樣時(shí)刻進(jìn)行選擇，以便于進(jìn)行特定時(shí)間段內(nèi)的采樣。

步驟s112，根據(jù)所述時(shí)鐘信號(hào)在采樣線圈的電流過(guò)零時(shí)間內(nèi)對(duì)所述采樣線圈兩端電壓進(jìn)行采樣，并將采樣電壓保存在bemf寄存器中；所述采樣電壓為電機(jī)的bemf值；

其中，所述采樣線圈為電機(jī)定子線圈。

電機(jī)定子線圈上電壓表達(dá)式為：

vcoil為線圈電壓，i為線圈電流，r為線圈電阻，l為線圈電感值，bemf為轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)變化在線圈上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)線圈上電流為0時(shí)，線圈的端電壓即等于bemf，因此可以通過(guò)在線圈上電流為零時(shí)采集線圈電壓值以得到bemf。

另外，對(duì)所述采樣線圈的兩端電壓進(jìn)行采樣時(shí)，所述電機(jī)的定子線圈一般為一個(gè)或兩個(gè)或三個(gè)或三個(gè)以上，此時(shí)可以選取其中一個(gè)作為采樣線圈進(jìn)行采樣。

該步驟中，在對(duì)所述采樣線圈兩端電壓進(jìn)行采樣后，將采樣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，該數(shù)字信號(hào)為所述采樣電壓。

這樣，可以直接在采樣線圈的電流過(guò)零時(shí)間內(nèi)測(cè)得電機(jī)的bemf值，簡(jiǎn)單、快速、方便。

步驟s113，將采樣電壓保存在bemf寄存器中的同時(shí)使用微步寄存器保存當(dāng)前所述電機(jī)運(yùn)行所處的微步值。

這樣，可以通過(guò)微步值判斷電機(jī)的運(yùn)行狀況。

實(shí)施例8

如上述實(shí)施例1-7中任一所述的控制電機(jī)的方法，本實(shí)施例與其不同之處在于，還包括步驟s，設(shè)定電機(jī)速度為一非電機(jī)諧振區(qū)間速度；該步驟可設(shè)置在所述步驟s12之前或之后。

bemf值理論上與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)速度成線性關(guān)系，如圖3所示。但實(shí)際上，由于電機(jī)存在諧振特性，bemf值會(huì)受此影響。圖10中電機(jī)速度s11和s12區(qū)間為電機(jī)的諧振頻率區(qū)間，可見(jiàn)在此區(qū)間內(nèi)，bemf值和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不成線性關(guān)系。

因此，將電機(jī)速度設(shè)置為一非電機(jī)諧振區(qū)間速度，可以對(duì)電機(jī)進(jìn)行準(zhǔn)確的控制，避免因電機(jī)的諧振特性而使得控制出錯(cuò)，提高控制的可靠性。

實(shí)施例9

如上述實(shí)施例1-7中任一所述的控制電機(jī)的方法，本實(shí)施例與其不同之處在于，所述控制方法包括步驟s2，對(duì)所述電機(jī)的速度進(jìn)行閉環(huán)控制。

bemf值理論上與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)速度成線性關(guān)系，但實(shí)際上，由于電機(jī)存在諧振特性，bemf會(huì)受此影響。一旦電機(jī)速度變成了電機(jī)的諧振區(qū)間速度，會(huì)導(dǎo)致對(duì)電機(jī)的狀態(tài)不確定，影響系統(tǒng)控制可靠性。

對(duì)電機(jī)的速度進(jìn)行閉環(huán)控制，可以防止電機(jī)速度進(jìn)入電機(jī)諧振區(qū)間，保證對(duì)電機(jī)進(jìn)行準(zhǔn)確的控制。

實(shí)施例10

本實(shí)施例與實(shí)施例9的不同之處在于，如圖11所示，其中，所述步驟s2包括：

步驟s21，設(shè)置bemf均值為一初始值；

其中，所述bemf均值為歷次采樣得到的bemf值的平均值，在未讀取bemf值時(shí)，可以設(shè)定為一初始值，該初始值的具體數(shù)據(jù)可以通過(guò)經(jīng)驗(yàn)或?qū)嶋H情況設(shè)定；若已讀取bemf值，可以將所有已讀取bemf值的平均值作為該初始值。

步驟s22，從所述bemf寄存器中讀取所述bemf值，并將所述bemf均值與本次bemf值的平均值作為新的bemf均值；

本步驟中，采用的是賦值的方式，將新的平均值賦予bemf均值。

步驟s23，判斷所述bemf均值是否在預(yù)定區(qū)間內(nèi)，若是則所述電機(jī)速度與設(shè)定速度相符，并返回步驟s22；若否則所述電機(jī)速度與設(shè)定速度不符；

預(yù)定區(qū)間內(nèi)，一預(yù)設(shè)速度下對(duì)應(yīng)著一個(gè)數(shù)字信號(hào)bemfi，賦予該速度對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)bemfi一個(gè)誤差范圍，比如誤差范圍在正負(fù)10％范圍內(nèi)，第一閾值bemfmin＝0.9bemfi，第二閾值bemfmax＝1.1bemfi，如果每次采樣得到的數(shù)字信號(hào)對(duì)應(yīng)的本次均值bemfaveri落在[bemfmin,bemfmax]區(qū)間內(nèi)，說(shuō)明電機(jī)實(shí)際運(yùn)行速度與設(shè)定速度在一定的誤差范圍內(nèi)相符，否則，電機(jī)轉(zhuǎn)速出現(xiàn)異常；如果檢測(cè)到電機(jī)實(shí)際速度與設(shè)定速度不符，則在屏幕顯示或報(bào)警提示。采用該控制方法，在電機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行速度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，有利提高控制的精度。當(dāng)然誤差比例也可以根據(jù)控制精度以及系統(tǒng)運(yùn)行能力設(shè)定其他數(shù)值，比如在系統(tǒng)運(yùn)行能力足夠的情況下可以設(shè)置為5％-20％之間。。

步驟s24，將所述電機(jī)速度修正為設(shè)定速度或者發(fā)出信號(hào)。

實(shí)施例11

如上述所述的控制電機(jī)的方法，本實(shí)施例與其不同之處在于，如圖12所示，其中，所述步驟s2包括：

步驟s21，設(shè)置bemf均值為一初始值；

其中，所述bemf均值為歷次采樣得到的bemf值的平均值，在未讀取bemf值時(shí)，可以設(shè)定為一初始值，該初始值的具體數(shù)據(jù)可以通過(guò)經(jīng)驗(yàn)或?qū)嶋H情況設(shè)定；若已讀取bemf值，可以將所有已讀取bemf值的平均值作為該初始值。

步驟s22，從所述bemf寄存器中讀取所述bemf值，從所述微步寄存器中讀取所述微步值；

步驟s23，判斷所述微步值是否為所述電機(jī)步進(jìn)模式設(shè)定值的整數(shù)倍，若是，則返回步驟s22；

如電機(jī)步進(jìn)模式設(shè)定值為16微步，那么當(dāng)讀取的當(dāng)前微步值為0，或16，或32，或48時(shí)，則本次bemf寄存器值為非有效值。

步驟s25，將所述bemf均值與本次bemf值的平均值作為新的bemf均值；

本步驟中，采用的是賦值的方式，將新的平均值賦予bemf均值。

步驟s26，判斷所述bemf均值是否在預(yù)定區(qū)間內(nèi)，若是則所述電機(jī)速度與設(shè)定速度相符，并返回步驟s22；若不是則所述電機(jī)速度與設(shè)定速度不符；

通常，一預(yù)設(shè)速度下對(duì)應(yīng)著一個(gè)數(shù)字信號(hào)bemfi，賦予該速度對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)bemfi一個(gè)誤差范圍，比如誤差范圍在正負(fù)10％范圍內(nèi)，第一閾值bemfmin＝0.9bemfi，第二閾值bemfmax＝1.1bemfi，如果每次采樣得到的數(shù)字信號(hào)對(duì)應(yīng)的本次均值bemfaveri落在[bemfmin,bemfmax]區(qū)間內(nèi)，說(shuō)明電機(jī)實(shí)際運(yùn)行速度與設(shè)定速度在一定的誤差范圍內(nèi)相符，否則，電機(jī)轉(zhuǎn)速出現(xiàn)異常；如果檢測(cè)到電機(jī)實(shí)際速度與設(shè)定速度不符，則在屏幕顯示或報(bào)警提示。采用該控制方法，在電機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行速度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，有利提高控制的精度。當(dāng)然誤差比例也可以根據(jù)控制精度以及系統(tǒng)運(yùn)行能力設(shè)定其他數(shù)值，比如在系統(tǒng)運(yùn)行能力足夠的情況下可以設(shè)置為5％-20％之間。

步驟s27，將所述電機(jī)速度修正為設(shè)定速度或者發(fā)出信號(hào)。

實(shí)施例12

如實(shí)施例8所述的控制電機(jī)的方法，本實(shí)施例與其不同之處在于，如圖13所示，所述步驟s2還包括步驟s24，判斷所述微步值與之前微步值是否在一個(gè)象限內(nèi)，若是則返回步驟s22；該步驟在步驟s23之后，在步驟s25之前。

通過(guò)本步驟，可以進(jìn)一步解決一次過(guò)零點(diǎn)bemf值被多次讀取進(jìn)而被重復(fù)使用的問(wèn)題。

實(shí)施例13

如圖14所示；其中，所述控制系統(tǒng)能夠控制電機(jī)運(yùn)行，包括：

驅(qū)動(dòng)控制模塊3，其控制生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)；

驅(qū)動(dòng)模塊4，其接收所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)；

中心處理模塊6，其與所述驅(qū)動(dòng)控制模塊3連接，判斷所述電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)；

所述中心處理模塊6包括：

初始值設(shè)定模塊61，其將所述bemf值總和設(shè)置為一初始值；

數(shù)據(jù)接收模塊62，其與所述驅(qū)動(dòng)控制模塊連接，接收所述驅(qū)動(dòng)控制模塊從所述bemf寄存器中讀取的所述bemf值；

等效模塊63，其將所述bemf值轉(zhuǎn)換為bemf等效值；

賦值模塊64，其將所述bemf值總和與所述bemf等效值的和作為新的bemf值總和；

預(yù)設(shè)模塊65，其內(nèi)預(yù)先設(shè)置有閾值；

判斷模塊66，其判斷所述bemf值總和是否大于閾值，如果是，判定堵轉(zhuǎn)發(fā)出堵轉(zhuǎn)信號(hào)，如果否，向所述數(shù)據(jù)接收模塊62發(fā)送再啟動(dòng)信號(hào)。

需要說(shuō)明的是，判斷模塊66是建立在賦值模塊64中的特定轉(zhuǎn)換關(guān)系的基礎(chǔ)上的。當(dāng)采用相反的轉(zhuǎn)換關(guān)系后，判斷模塊66中判定堵轉(zhuǎn)的判斷條件也可以為bemf值總和小于閾值，這并不影響對(duì)“判定堵轉(zhuǎn)”這一實(shí)際情況的判斷。

這樣，利用于堵轉(zhuǎn)概率相關(guān)的等效值進(jìn)行判斷，有利掌握電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，以更好地對(duì)所述電機(jī)進(jìn)行控制，這樣，可以對(duì)電機(jī)的堵轉(zhuǎn)進(jìn)行判定，防止因電機(jī)堵轉(zhuǎn)給系統(tǒng)帶來(lái)的嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)。

實(shí)施例14

如上述所述的控制系統(tǒng)，本實(shí)施例與其不同之處在于，如圖15所示，所述電機(jī)控制系統(tǒng)還包括：

線圈選擇及采樣保持電路1，其與所述電機(jī)連接，將所述電機(jī)的定子線圈兩端電壓進(jìn)行采樣；

adc電路2，其將采樣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；

驅(qū)動(dòng)控制模塊3，其包括bemf寄存器，接收所述數(shù)字信號(hào)并更新。

這樣，可以對(duì)bemf值進(jìn)行采集和更新。

實(shí)施例15

如上述所述的控制系統(tǒng)，本實(shí)施例與其不同之處在于，所述驅(qū)動(dòng)控制模塊3基于輸入的基準(zhǔn)時(shí)鐘，控制生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并向所述線圈選擇及采樣保持電路1傳輸，由于驅(qū)動(dòng)信號(hào)中包含線圈中電流何時(shí)過(guò)零的信息，所述驅(qū)動(dòng)控制模塊3向所述線圈選擇及采樣保持電路1傳輸時(shí)鐘信號(hào)使得其對(duì)定子線圈的電壓采樣只在被采樣線圈的電流過(guò)零時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。

這樣，所述線圈選擇及采樣保持電路可以在定子線圈的電流過(guò)零時(shí)間內(nèi)進(jìn)行對(duì)其兩端電壓進(jìn)行采樣；adc電路將采樣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，驅(qū)動(dòng)控制模塊3中的bemf寄存器值相應(yīng)更新；同時(shí)所述驅(qū)動(dòng)控制模塊控制生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)給驅(qū)動(dòng)模塊，以驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)。這樣，可以通過(guò)對(duì)電機(jī)定子線圈的電流過(guò)零時(shí)間內(nèi)兩端電壓的采樣，掌握所述電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，以更好地對(duì)所述電機(jī)進(jìn)行控制。

實(shí)施例16

如上述所述的控制系統(tǒng)，本實(shí)施例與其不同之處在于，所述驅(qū)動(dòng)控制模塊3還包括微步寄存器，所述微步寄存器保存當(dāng)前電機(jī)運(yùn)行所處的微步值，通過(guò)讀取該寄存器中值即可判斷當(dāng)前電機(jī)運(yùn)行處于什么微步位置。對(duì)于電機(jī)步進(jìn)模式設(shè)定值為16微步(即一個(gè)整步分為16微步來(lái)走)時(shí)，該寄存器值范圍為0到63，該范圍對(duì)應(yīng)4個(gè)整步，即一個(gè)驅(qū)動(dòng)周期。當(dāng)步進(jìn)模式設(shè)定值更改，該寄存器范圍相應(yīng)更改。

所述微步寄存器在所述bemf寄存器更新時(shí)進(jìn)行同步更新。

實(shí)施例17

如上述所述的控制系統(tǒng)，本實(shí)施例與其不同之處在于，所述驅(qū)動(dòng)控制模塊3還包括延時(shí)電路，其對(duì)所述時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行延時(shí)，使得線圈每次過(guò)零時(shí)做適當(dāng)延時(shí)以確保在tdecay時(shí)刻之后再保存在bemf寄存器中，這樣可以通過(guò)控制bemf寄存器采集的信號(hào)進(jìn)而使得中心處理模塊讀取的bemf值更接近線圈的反向電動(dòng)勢(shì)。

實(shí)施例18

如上述所述的控制系統(tǒng)，本實(shí)施例與其不同之處在于，如圖16所示，所述中心處理模塊6還包括：微步值對(duì)比模塊67；所述數(shù)據(jù)接收模塊62還接收所述驅(qū)動(dòng)控制模塊從所述微步寄存器中讀取的所述微步值；所述微步值對(duì)比模塊67判斷所述微步值是否為所述電機(jī)步進(jìn)模式設(shè)定值的整數(shù)倍，若是，則向所述數(shù)據(jù)接收模塊62發(fā)送再啟動(dòng)信號(hào)。

可以直接利用微步值排除線圈過(guò)零開(kāi)始時(shí)刻殘留電流對(duì)bemf值的影響。

實(shí)施例19

如上述所述的控制系統(tǒng)，本實(shí)施例與其不同之處在于，如圖17所示；所述中心處理模塊6還包括：象限對(duì)比模塊68，其與所述微步值對(duì)比模塊67連接，判斷所述微步值與之前微步值是否在一個(gè)象限內(nèi)，若是，則向所述數(shù)據(jù)接收模塊62發(fā)送再啟動(dòng)信號(hào)。

這樣，可以進(jìn)一步解決一次過(guò)零點(diǎn)bemf值被多次讀取進(jìn)而被重復(fù)使用的問(wèn)題。

實(shí)施例20

如上述所述的控制系統(tǒng)，本實(shí)施例與其不同之處在于，如圖18所示，所述中心處理模塊6中，所述初始值設(shè)定模塊61，將所述bemf均值設(shè)置為一初始值；

所述數(shù)據(jù)接收模塊62，接收所述驅(qū)動(dòng)控制模塊從所述bemf寄存器中讀取的所述bemf值；

所述賦值模塊64，其與所述數(shù)據(jù)接收模塊62連接，將所述bemf均值與本次bemf值的平均值作為新的bemf均值；

所述預(yù)設(shè)模塊65，其內(nèi)預(yù)先設(shè)置有預(yù)定區(qū)間；

所述判斷模塊66，判斷所述bemf均值是否在預(yù)定區(qū)間內(nèi)，若是則向所述數(shù)據(jù)接收模塊62發(fā)送再啟動(dòng)信號(hào)；若不是則發(fā)出非設(shè)定信號(hào)；

所述驅(qū)動(dòng)控制模塊3接收所述非設(shè)定信號(hào)后，對(duì)所述電機(jī)的速度進(jìn)行修正。

實(shí)施例21

如實(shí)施例17所述的控制系統(tǒng)，本實(shí)施例與其不同之處在于，如圖19所示，所述中心處理模塊6還包括：微步值對(duì)比模塊67；所述數(shù)據(jù)接收模塊62還接收所述驅(qū)動(dòng)控制模塊從所述微步寄存器中讀取的所述微步值；所述微步值對(duì)比模塊67判斷所述微步值是否為所述電機(jī)步進(jìn)模式設(shè)定值的整數(shù)倍，若是，則向所述數(shù)據(jù)接收模塊62發(fā)送再啟動(dòng)信號(hào)。

可以直接利用微步值排除線圈過(guò)零開(kāi)始時(shí)刻殘留電流對(duì)bemf值的影響。

實(shí)施例22

如實(shí)施例18所述的控制系統(tǒng)，本實(shí)施例與其不同之處在于，如圖22所示，所述中心處理模塊6還包括：象限對(duì)比模塊68，其與所述微步值對(duì)比模塊67連接，判斷所述微步值與之前微步值是否在一個(gè)象限內(nèi)，若是，則向所述數(shù)據(jù)接收模塊62發(fā)送再啟動(dòng)信號(hào)。

這樣，可以進(jìn)一步解決一次過(guò)零點(diǎn)bemf值被多次讀取進(jìn)而被重復(fù)使用的問(wèn)題。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明只是以電機(jī)的應(yīng)用中的部分示例進(jìn)行說(shuō)明，不能理解為該發(fā)明只限定于本發(fā)明中的示例中進(jìn)行使用，若電機(jī)應(yīng)用在電子膨脹閥、電子水閥、電子水泵等中，也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。只要采用本發(fā)明控制方法以及控制系統(tǒng)來(lái)控制電機(jī)運(yùn)行，均在本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)。只要采用本發(fā)明的電機(jī)也均在本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明而言僅僅是說(shuō)明性的，而非限制性的。本專業(yè)技術(shù)人員理解，在本發(fā)明權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)可對(duì)其進(jìn)行許多改變，修改，甚至等效，但都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。