动平衡车电机驱动信号的生成方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种动平衡车电机驱动信号的生成方法。与现有的方案相比，本发明专利技术中，由于首先根据传感器信号计算电机的实际旋转速度，再根据实际旋转速度和预先设定的目标旋转速度生成直流信号目标值；再通过实时对电机的电流信号进行采样，并根据对电机的电流信号的采样结果以及传感器感测到的电机的角度信号，生成电机的等效直流信号以及等效交流信号；根据直流信号目标值和等效直流信号得到直轴控制信号，根据等效交流信号与目标交流信号得到交轴控制信号；最后根据直轴控制信号、交轴控制信号、电机的角度信号生成电机的驱动信号，使得整个装置的控制原理完全基于闭环反馈控制，从而提高了电机的控制精度。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种动平衡车电机驱动信号的生成方法。与现有的方案相比，本专利技术中，由于首先根据传感器信号计算电机的实际旋转速度，再根据实际旋转速度和预先设定的目标旋转速度生成直流信号目标值；再通过实时对电机的电流信号进行采样，并根据对电机的电流信号的采样结果以及传感器感测到的电机的角度信号，生成电机的等效直流信号以及等效交流信号；根据直流信号目标值和等效直流信号得到直轴控制信号，根据等效交流信号与目标交流信号得到交轴控制信号；最后根据直轴控制信号、交轴控制信号、电机的角度信号生成电机的驱动信号，使得整个装置的控制原理完全基于闭环反馈控制，从而提高了电机的控制精度。【专利说明】动平衡车电机驱动信号的生成方法及其装置
本专利技术属于动平衡车
，具体地说，涉及一种动平衡车电机驱动信号的生成方法及其装置。
技术介绍
动平衡车是一种先进的短途代步车，比如目前市场上的ninebot系列自平衡代步机器人，直接利用电能作为动力，感测车身的姿势状态，通过高速处理器计算出控制指令，驱动马达来移动车身。 与普通的电动车只需要控制一个无刷电机相比，机平衡电动车比如两轮平衡车由于实现自平衡状态的控制，确保较普通电动车具有较高的可靠性和控制精度，给每个车轮分别配置了一个无刷电机。现有技术中，在对无刷电机进行控制时，由控制器直接根据电机内部的开关霍尔信号，或者测量电机的反电动势电压来估算电机的转速和位置，再根据目标转速和实际转速的差值来直接生成电机的驱动信号，对电机进行控制。由于没有控制电机的实际电流，使得电机在运转过程中产生较大的扭矩波动，并且由于依靠开关霍尔信号或电机反电动势估算电机转速和位置准确性往往较差，导致对电机的控制精度较低。。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种动平衡车电机驱动信号的生成方法，用以解决现有技术中的上述技术问题。 为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种动平衡车电机驱动信号的生成方法，其包括: 根据传感器信号计算电机的实际旋转速度，根据所述实际旋转速度和预先设定的目标旋转速度生成直流信号目标值； 实时对所述电机的电流信号进行采样，并根据对所述电机的电流信号的采样结果以及传感器感测到的电机的角度信号，生成所述电机的等效直流信号以及等效交流信号； 根据所述直流信号目标值和所述等效直流信号得到直轴控制信号，根据等效交流信号与目标交流信号得到交轴控制信号； 根据所述直轴控制信号、所述交轴控制信号、所述电机的角度信号生成所述电机的驱动信号。 优选地,在本专利技术的一实施例中，还包括:通过传感器获取电机的旋转速度信号和角度信号。 优选地，在本专利技术的一实施例中，根据所述实际旋转速度和预先设定的目标旋转速度生成直流信号目标值包括: 根据所述实际旋转速度和预先设定的目标旋转速度生成旋转速度差值； 对所述旋转速度差值进行比例积分调节生成直流信号目标值。 优选地，在本专利技术的一实施例中，根据所述直流信号目标值和所述等效直流信号得到直轴控制信号包括: 根据所述直流信号目标值和所述等效直流信号生成直流信号差值； 对所述直流信号差值进行比例积分调节生成直轴控制信号。 优选地，在本专利技术的一实施例中，根据等效交流信号与目标交流信号得到交轴控制信号包括: 根据等效交流信号与目标交流信号生成交流信号差值； 对所述交流信号差值进行比例积分调节生成交轴控制信号。 优选地，在本专利技术的一实施例中，根据所述直轴控制信号、所述交轴控制信号、所述电机的角度信号生成所述电机的驱动信号包括:对所述直轴控制信号、所述交轴控制信号、所述电机的角度信号进行基于空间矢量脉宽调制处理，生成所述电机的驱动信号。 为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种动平衡车电机驱动信号的生成装置，其包括: 信号目标值生成单元，用于根据电机的旋转速度信号计算电机的实际旋转速度，根据所述实际旋转速度和预先设定的目标旋转速度生成直流信号目标值； 等效信号生成单元，用于实时对所述电机的电流信号进行采样，并根据对所述电机的电流信号的采样结果以及传感器感测到的电机的角度信号，生成所述电机的等效直流信号以及等效交流信号； 控制信号生成单元，用于根据所述直流信号目标值和所述等效直流信号得到直轴控制信号，根据等效交流信号与目标交流信号得到交轴控制信号； 驱动信号生成单元，用于根据所述直轴控制信号、所述交轴控制信号、所述电机的角度信号生成所述电机的驱动信号。 优选地，在本专利技术的一实施例中，所述信号目标值生成单元包括:计算模块和调节器，所述计算模块用于根据所述实际旋转速度和预先设定的目标旋转速度生成旋转速度差值，所述调节器用于对所述旋转速度差值进行比例积分调节生成直流信号目标值。 优选地，在本专利技术的一实施例中，所述控制信号单元包括计算单元、第一调节器和第二调节器，所述计算单元用于所述根据所述直流信号目标值和所述等效直流信号生成直流信号差值，以及用于根据等效交流信号与目标交流信号生成交流信号差值；所述第一调节器用于对所述直流信号差值进行比例积分调节生成直轴控制信号；所述第二调节器用于对所述交流信号差值进行比例积分调节生成交轴控制信号。 为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种动平衡车，其包括权利要求任意上述的控制装置。 与现有的方案相比，本专利技术中，由于首先根据电机的旋转速度信号计算电机的实际旋转速度，再根据所述实际旋转速度和预先设定的目标旋转速度生成直流信号目标值；再通过实时对所述电机的电流信号进行采样，并根据对所述电机的电流信号的采样结果以及传感器感测到的电机的角度信号，生成所述电机的等效直流信号以及等效交流信号；根据所述直流信号目标值和所述等效直流信号得到直轴控制信号，根据等效交流信号与目标交流信号得到交轴控制信号；最后根据所述直轴控制信号、所述交轴控制信号、所述电机的角度信号生成所述电机的驱动信号，使得整个装置的控制原理完全基于闭环反馈控制，从而提高了电机的控制精度。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术实施例一动平衡车电机驱动信号的生成方法流程示意图； 图2为本专利技术动平衡车电机驱动信号的生成装置结构框图； 图3为图2中动平衡车电机驱动信号的生成装置具体实施结构框图。 【具体实施方式】 以下结合附图和优选实施例对本专利技术的技术方案进行详细地阐述。应该理解，以下列举的实施例仅用于说明和解释本专利技术，而不构成对本专利技术技术方案的限制。 本申请的核心思想: 本专利技术下述实施例提供的动平衡车电机驱动信号的生成方法，其核心思想于，该方法包括: 根据传感器信号计算电机的实际旋转速度，根据所述实际旋转速度和预先设定的目标旋转速度生成直流信号目标值； 实时对所述电机的电流信号进行采样，并根据对所述电机的电流信号的采样结果以及传感器感测到的电机的角度信号，生成所述电机的等效直流信号以及等效交流信号； 根据所述直流信号目标值和所述等效直流信号得到直轴控制信号，根据等效交流信号与目标交流信号得到交轴控制信号； 根据所述直轴控制信号、所述交轴控制信号、所述电机的角度信号生成所述电机的驱动信号。 本专利技术的上述核心思想可以运用于每个车轮使用独立的电机进行控制，并不局限于两轮动平衡车，也可以运用于三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动平衡车电机驱动信号的生成方法，其特征在于，包括：根据传感器信号计算电机的实际旋转速度，根据所述实际旋转速度和预先设定的目标旋转速度生成直流信号目标值；实时对所述电机的电流信号进行采样，并根据对所述电机的电流信号的采样结果以及传感器感测到的电机的角度信号，生成所述电机的等效直流信号以及等效交流信号；根据所述直流信号目标值和所述等效直流信号得到直轴控制信号，根据等效交流信号与目标交流信号得到交轴控制信号；根据所述直轴控制信号、所述交轴控制信号、所述电机的角度信号生成所述电机的驱动信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈中元，王野，
申请(专利权)人：纳恩博天津科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12