微型电机的抖动检测处理系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了微型电机的抖动检测处理系统及方法。微型电机的抖动检测处理系统所述抖动检测处理系统包括STM32控制芯片、检测单元、第一信号处理单元、采样模块、第二信号处理单元、第一示波器、电流放大电路、第二示波器、矢量信号分析仪、计算机LABVIEW模块和电源；检测单元包括电流传感器和位移传感器；第一信号处理单元包括第一跟随电路、第一可控放大电路、第二跟随电路、第一带通滤波模块和第一A/D模块；第二信号处理单元包括多路PWM模块、第二可控放大电路、第二带通滤波模块和第二A/D模块。本发明专利技术的上述技术，通过比较电机抖动参数信号与参考信号，来确定电机抖动程度，进而确定是否向电机定子绕组施加反相电流来抵消电机内部噪声谐波影响。

【技术实现步骤摘要】
微型电机的抖动检测处理系统及方法
本专利技术涉及电机检测技术，尤其涉及一种微型电机的抖动检测处理系统及方法。
技术介绍
微电机，全称“微型电动机”，是指直径小于160mm或额定功率小于750mW的电机。微电机常用于控制系统或传动机械负载中，用于实现机电信号或能量的检测、解析运算、放大、执行或转换等功能。例如，机器人的机械手臂上，由于手臂上传感器太多，电机工作的抖动会影响其他精密仪器的稳定工作，然而现有技术对这种抖动的检测与处理的效果较差。
技术实现思路
在下文中给出了关于本专利技术的简要概述，以便提供关于本专利技术的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本专利技术的穷举性概述。它并不是意图确定本专利技术的关键或重要部分，也不是意图限定本专利技术的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。鉴于此，本专利技术提供了一种微型电机的抖动检测处理系统及方法，以至少解决利用现有技术对微电机的抖动进行检测与处理时存在效果差的问题。根据本专利技术的一个方面，提供了一种微型电机的抖动检测处理系统，抖动检测处理系统包括STM32控制芯片、检测单元、第一信号处理单元、采样模块、第二信号处理单元、第一示波器、电流放大电路、第二示波器、矢量信号分析仪、计算机LABVIEW模块和电源；所述检测单元包括电流传感器和位移传感器；所述第一信号处理单元包括第一跟随电路、第一可控放大电路、第二跟随电路、第一带通滤波模块和第一A/D模块；所述第二信号处理单元包括多路PWM模块、第二可控放大电路、第二带通滤波模块和第二A/D模块；所述电源连接所述STM32控制芯片以提供电能；所述STM32控制芯片输出的电机控制信号经由所述第二信号处理单元发至微型电机，以驱动所述微型电机，其中该电机控制信号在所述第二信号处理单元中依次经由多路PWM模块、第二可控放大电路、第二带通滤波模块和第二A/D模块进行处理；所述电流传感器和所述位移传感器分别用于采集所述微型电机的电流传感信号和位移传感信号作为抖动参数信号，通过采样模块采样后发送给所述第一信号处理单元，其中，所述抖动参数信号在所述第一信号处理单元中依次经由第一跟随电路、第一可控放大电路、第二跟随电路、第一带通滤波模块和第一A/D模块进行处理；所述第一示波器连接所述多路PWM模块以显示从所述多路PWM模块接收的信号波形；所述第二示波器连接所述STM32控制芯片，以显示所述STM32控制芯片接收到的所述抖动参数信号波形；所述矢量信号分析仪连接所述STM32控制芯片，以通过所述矢量信号分析仪来比较所述抖动参数信号与参考信号；所述STM32控制芯片在所述抖动参数信号与所述参考信号之差大于预定值的情况下生成反相电流信号，将该反相电流信号经由所述电流放大电路发至所述微型电机的定子绕组；所述STM32控制芯片还连接所述计算机LABVIEW模块，以通过所述计算机LABVIEW模块获取所述抖动参数信号中的参数值。进一步地，所述电流传感器和所述位移传感器均为贴片型传感器。进一步地，所述位移传感器采用胶粘方式安装在所述电机主轴上。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种微型电机的抖动检测处理方法，所述抖动检测方法包括：获取所述电机的抖动参数信号；将所述抖动参数信号与参考信号进行比较，在所述抖动参数信号与所述参考信号之差大于预定值的情况下生成反相电流信号，将该反相电流信号发给所述微型电机的定子绕组。本专利技术的微型电机的抖动检测处理系统及方法，针对电机的抖动，给出抖动的程度分析和环节方案，来抵消电机内部噪声谐波影响。电机的噪声谐波会对电机周围的器件产生影响，采用振动检测模块，振动参数接收和高精度传输模块和主控板模块。对电机转子主轴振动参数的获取和分析，给出振动的大致程度，是否对电机有伤害，并对定子的固有频率进行检测，进行频率量的对比，对于谐波噪声，采用提供反相电流，产生一个与噪声反相的电磁力，来抵消影响。电磁振动由电机气隙磁场作用于电机铁心产生的电磁力所激发，气隙磁密在定子铁心齿上产生径向和切向两个方向上的磁力，径向分量上的磁力使定子铁心产生的振动变形是电磁噪声的主要来源，切向分量产生的作用力矩是齿对根部作用使根部发生弯曲形变。减小电磁脉动的措施包括：1)避免电磁力在定子表面产生的频率和定子固有频率相同或接近，可以在电机启动的时候连接一个调频器，避免上述情况的发生；2)对于电机启动后空载或者负载的情况，由于电磁力的径向分量在定子铁心上产生主要振动，可以在电枢绕组加上合适的电流源，这个电流源起到抑制电磁力径向分量在定子铁心产生振动的左右，其频率和幅值与电磁力在定子铁心上产生的径向分量相同，相位相差180度；3)根据电信号的分析处理，算出大致的噪声电磁力，人为接个可控的电流源，给电机一个转子绕组交流电流，在阻尼绕组上产生一个磁压升，产生一个电磁力，电磁力的幅值大致与噪声相匹配，相位与噪声相反，进行一个抵消。通过以下结合附图对本专利技术的最佳实施例的详细说明，本专利技术的这些以及其他优点将更加明显。附图说明本专利技术可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本专利技术的优选实施例和解释本专利技术的原理和优点。在附图中：图1是示意性地示出本专利技术的微型电机的抖动检测处理系统的一个示例的结构图；图2是示意性地示出本专利技术的微型电机的抖动检测处理方法的一个示例的流程图；图3是示意性地示出图1的抖动检测处理系统的部分组成电路的一种可能结构的电路图。本领域技术人员应当理解，附图中的元件仅仅是为了简单和清楚起见而示出的，而且不一定是按比例绘制的。例如，附图中某些元件的尺寸可能相对于其他元件放大了，以便有助于提高对本专利技术实施例的理解。具体实施方式在下文中将结合附图对本专利技术的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本专利技术，在附图中仅仅示出了与根据本专利技术的方案密切相关的装置结构和/或处理步骤，而省略了与本专利技术关系不大的其他细节。本专利技术的实施例提供了一种微型电机的抖动检测处理系统。抖动检测处理系统包括STM32控制芯片、检测单元、第一信号处理单元、采样模块、第二信号处理单元、第一示波器、电流放大电路、第二示波器、矢量信号分析仪、计算机LABVIEW模块和电源；所述检测单元包括电流传感器和位移传感器；所述第一信号处理单元包括第一跟随电路、第一可控放大电路、第二跟随电路、第一带通滤波模块和第一A/D模块；所述第二信号处理单元包括多路PWM模块、第二可控放大电路、第二带通滤波模块和第二A/D模块；所述电源连接所述STM32控制芯片以提供电能；所述STM32控制芯片输出的电机本文档来自技高网...

【技术保护点】
微型电机的抖动检测处理系统，其特征在于，所述抖动检测处理系统包括STM32控制芯片(1)、检测单元(2)、第一信号处理单元(3)、采样模块(4)、第二信号处理单元(5)、第一示波器(6)、电流放大电路(7)、第二示波器(8)、矢量信号分析仪(9)、计算机LABVIEW模块(10)和电源(11)；所述检测单元包括电流传感器(2‑1)和位移传感器(2‑2)；所述第一信号处理单元(3)包括第一跟随电路(3‑1)、第一可控放大电路(3‑2)、第二跟随电路(3‑3)、第一带通滤波模块(3‑4)和第一A/D模块(3‑5)；所述第二信号处理单元(5)包括多路PWM模块(5‑1)、第二可控放大电路(5‑2)、第二带通滤波模块(5‑3)和第二A/D模块(5‑4)；所述电源(11)连接所述STM32控制芯片(1)以提供电能；所述STM32控制芯片(1)输出的电机控制信号经由所述第二信号处理单元(5)发至微型电机，以驱动所述微型电机，其中该电机控制信号在所述第二信号处理单元(5)中依次经由多路PWM模块(5‑1)、第二可控放大电路(5‑2)、第二带通滤波模块(5‑3)和第二A/D模块(5‑4)进行处理；所述电流传感器(2‑1)和所述位移传感器(2‑2)分别用于采集所述微型电机的电流传感信号和位移传感信号作为抖动参数信号，通过采样模块(4)采样后发送给所述第一信号处理单元(3)，其中，所述抖动参数信号在所述第一信号处理单元(3)中依次经由第一跟随电路(3‑1)、第一可控放大电路(3‑2)、第二跟随电路(3‑3)、第一带通滤波模块(3‑4)和第一A/D模块(3‑5)进行处理；所述第一示波器(6)连接所述多路PWM模块(5‑1)以显示从所述多路PWM模块(5‑1)接收的信号波形；所述第二示波器(8)连接所述STM32控制芯片(1)，以显示所述STM32控制芯片(1)接收到的所述抖动参数信号波形；所述矢量信号分析仪(9)连接所述STM32控制芯片(1)，以通过所述矢量信号分析仪(9)来比较所述抖动参数信号与参考信号；所述STM32控制芯片(1)在所述抖动参数信号与所述参考信号之差大于预定值的情况下生成反相电流信号，将该反相电流信号经由所述电流放大电路(7)发至所述微型电机的定子绕组；所述STM32控制芯片(1)还连接所述计算机LABVIEW模块(10)，以通过所述计算机LABVIEW模块(10)获取所述抖动参数信号中的参数值。...

【技术特征摘要】
1.微型电机的抖动检测处理系统，其特征在于，所述抖动检测处理系统包括STM32控制芯片(1)、检测单元(2)、第一信号处理单元(3)、采样模块(4)、第二信号处理单元(5)、第一示波器(6)、电流放大电路(7)、第二示波器(8)、矢量信号分析仪(9)、计算机LABVIEW模块(10)和电源(11)；所述检测单元包括电流传感器(2-1)和位移传感器(2-2)；所述第一信号处理单元(3)包括第一跟随电路(3-1)、第一可控放大电路(3-2)、第二跟随电路(3-3)、第一带通滤波模块(3-4)和第一A/D模块(3-5)；所述第二信号处理单元(5)包括多路PWM模块(5-1)、第二可控放大电路(5-2)、第二带通滤波模块(5-3)和第二A/D模块(5-4)；所述电源(11)连接所述STM32控制芯片(1)以提供电能；所述STM32控制芯片(1)输出的电机控制信号经由所述第二信号处理单元(5)发至微型电机，以驱动所述微型电机，其中该电机控制信号在所述第二信号处理单元(5)中依次经由多路PWM模块(5-1)、第二可控放大电路(5-2)、第二带通滤波模块(5-3)和第二A/D模块(5-4)进行处理；所述电流传感器(2-1)和所述位移传感器(2-2)分别用于采集所述微型电机的电流传感信号和位移传感信号作为抖动参数信号，通过采样模块(4)采样后发送给所述第一信号处理单元(3)，其中，所述抖动参数信号在所述第一信号处理单元(3)中依次经由第一跟随电路(3-1)、第一可...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟大伟，刘金辉，杜鑫，孔祥儒，孟庆彤，姜天一，蒋秋男，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23