一种双电机驱动推拉门窗的控制系统及其方法技术方案

本发明专利技术提供了一种双电机驱动推拉门窗的控制系统，包括连接左门窗扇的左电机和连接右门窗扇的右电机，其特征在于：还包括主控制器和分别对应左电机、右电机的行程开关；所述行程开关安装在门窗关闭位置的轨道上，用于感应门窗扇的到位信号并传送给主控制器；所述主控制器为左电机和右电机的开启和实时运行速度下达指令；主控制器包括位置速度计算模块和规划速度计算模块。不仅能独立运行单扇门窗的开关，还能不受门窗扇的运行范围和各自门窗扇的当前位置的影响，保证能同时启动门窗扇并同时到达目标点。

【技术实现步骤摘要】
一种双电机驱动推拉门窗的控制系统及其方法
本专利技术属于自动门窗
，具体涉及一种双电机驱动推拉门窗的控制系统。
技术介绍
目前的智能推拉门窗多为单电机皮带传动，特别是双门开关的门窗采用单电机驱动只能两扇门窗同时相对或相向开关，无法自如控制门窗开关的大小，带来不便。专利CN204002254U公开了一种双电机控制双门开关门装置，采用两个电机分别控制一扇门的开关，实现双电机控制双门开关。但双电机分别控制存在协同性的问题，容易出现两扇门移动步调不一致，无法同时启动和同时到达目标位置。
技术实现思路
为了解决双电机控制的协同性问题，本专利技术提供了一种双电机驱动推拉门窗的控制系统，不仅能独立运行单扇门窗的开关，还能在轨道允许范围内的任意位置启动和停止门窗扇的移动，不受门窗扇的运行范围和各自门窗扇的当前位置的影响，保证能同时启动门窗扇并同时到达目标点。为了实现本专利技术的目的，本专利技术采用的技术方案是：一种双电机驱动推拉门窗的控制系统，包括连接左门窗扇的左电机和连接右门窗扇的右电机，还包括主控制器和分别对应左电机、右电机的行程开关；所述行程开关安装在门窗关闭位置的轨道上，用于感应门窗扇的到位信号并传送给主控制器；所述主控制器为左电机和右电机的开启和实时运行速度下达指令；主控制器包括位置速度计算模块和规划速度计算模块；所述位置速度计算模块获取电机编码器的旋转角度和旋转速度计算门窗扇的实时位置和移动速度，所述规划速度计算模块根据左门窗扇和右门窗扇各自的运行距离来规划速度变化曲线，实时计算每个时间点对应的规划速度值。本专利技术所述规划速度变化曲线，曲线随时间依次划分为加速段、顶峰段、减速段和缓冲段，门窗扇的当前起点位置距运行目标位置的距离为Smax；规划速度变化曲线减速段中的最小速度为Vmin，Vmin为设定的输入值；运行所需时间为T，T为设定的输入值；将加速段、顶峰段、减速段和缓冲段的时间分别设定为输入值T1、T2、T3和T4，且T＝T1+T2+T3+T4，T1≠0、T2≥0、T3≠0、T4≥0；在各时间段内的实时速度分别为Va、Vd、Vc和Vm，V0为初始速度；规划速度变化曲线中的最大速度为Vmax，Vmax＝K1*Smax–K2，K1和K2是Vmax和Smax之间的换算常数；规划速度变化曲线在各阶段的积分公式分别为：本专利技术所述电机轴连接皮带传送机构的主动轮，所述门窗扇的实时移动速度为V，主动轮的周长L，电机的转速R，V＝(R/60)*L。优选地，门窗关闭至行程开关位置为初始位置，将初始位置记为0，通过门窗扇的实时移动速度和移动时间，计算出门窗扇的位移，得到门窗扇的实时位置。进一步优选地，还包括验证模块，当门窗扇运行至接近关闭或接近轨道两端时，采用规划速度变化曲线计算当前的位移值，当得到的规划位移小于实际的运行位移，则电机停止运行。所述规划位移为St，计算公式为：本专利技术所述电机的驱动器设置有速度环，所述速度环通过输入值和反馈值进行比较后的差值做PID调节。本专利技术还提供了该双电机驱动推拉门窗的控制系统的控制方法：主控制器向左电机和/或右电机下达运行指令；获取左门窗扇和/或右门窗扇的当前位置，并计算各自的当前位置距运行目标位置的距离；初始速度为0，按照规划速度变化曲线分别计算出左电机和/或右电机的每个时间点对应的规划速度；左电机和/或右电机按规划速度运行至目标位置。优选地，每次上电时，左门窗扇和右门窗扇自动向关闭方向运动，门窗关闭，完成复位，初始位置记为0。优选地，手动拉动左门窗扇或者右门窗扇；发送电机旋转方向和门窗扇速度数据到主控制器，计算拉动速度，若满足拉动速度大于设定的阈值，则向左电机和右电机同时下达启动指令，并带动门窗扇按照各自的规划速度变化曲线运行至目标位置。本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术采用双电机分别带动两个门窗扇的开关，并根据各个门窗扇的运行距离为各个门窗扇分别设置优化的速度变化曲线，并按照该规划速度变化曲线由主控制器统一协调实时分配运行速度，系统不仅能独立运行单扇门窗的开关，还能在轨道允许范围内的任何位置启动和停止门窗扇的移动，不受门窗扇的运行范围和各自门窗扇的当前位置的影响，保证能同时启动门窗扇和门窗扇同时到达目标点。2、本专利技术将规划速度变化曲线按速度变化过程划分为加速段、顶峰段、减速段和缓冲段，可根据需要自由设定运行时间和分配各阶段的时间占比，再根据各阶段的曲线积分公式计算实时规划速度作为电机驱动器的输入，达到了电机运行速度的精准控制，保证门窗扇能在任意位置同时到达目标点。3、门窗关闭至行程开关位置为初始位置，并在每次上电时复位至初始位置，将初始位置记为0，通过门窗扇的实时移动速度和移动时间，计算出门窗扇的位移，方便得到门窗扇的实时位置。4、主控制器设置验证模块，当门窗扇运行至接近关闭或接近轨道两端时，采用规划速度变化曲线计算当前的位移值，当得到的规划位移小于实际的运行位移，继续运行会产生碰撞，主控制器立即命令电机停止，防止碰撞。5、手动拉动单个门窗扇，发送电机旋转方向和门窗扇速度数据到主控制器，若满足拉动速度大于设定的阈值，则向两个电机同时下达启动指令，并带动门窗扇按照各自的规划速度变化曲线运行，在无需按下启动开关的情况下随手轻便地就能实现自动开关门窗，非常方便。附图说明图1为本专利技术双电机驱动推拉门窗的结构示意图。图2为本专利技术双电机驱动推拉门窗控制系统的原理框图。图3为本专利技术双电机驱动推拉门窗控制系统的另一原理框图。图4为电机驱动器的功能模块结构图。图5为实施例8的电流环和速度环的调速原理框图。图6为实施例9的双电机同时驱动推拉门窗的流程图。图7为实施例12的手动拉动门窗启动的流程图。图8为实施例3的门窗扇的规划速度变化曲线，(a)Smax＝500mm，(b)Smax＝600mm。图9为实施例12的手动拉动门窗扇的规划速度变化曲线。图中标记为：1、左门窗扇；2、右门窗扇；3、主控制器；4、左电机；5、右电机；6、左电机的驱动器；7、右电机的驱动器；8、左行程开关；9、右行程开关；31、位置速度获取模块；32、规划速度计算模块；41、左电机的编码器；51、右电机的编码器。具体实施方式为了更加清楚、详细地说明本专利技术的目的技术方案，下面通过相关实施例对本专利技术进行进一步描述。以下实施例仅为具体说明本专利技术的实施系统，并不限定本专利技术的保护范围。实施例1如图1和2所示，一种双电机驱动推拉门窗的控制系统，包括连接左门窗扇的左电机和连接右门窗扇的右电机，还包括主控制器和分别对应左电机、右电机的行程开关；所述行程开关安装在门窗关闭位置的轨道上，用于感应门窗扇的到位信号并传送给主控制器；所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双电机驱动推拉门窗的控制系统，包括连接左门窗扇的左电机和连接右门窗扇的右电机，其特征在于：还包括主控制器和分别对应左电机、右电机的行程开关；/n所述行程开关安装在门窗关闭位置的轨道上，用于感应门窗扇的到位信号并传送给主控制器；/n所述主控制器为左电机和右电机的开启和实时运行速度下达指令；主控制器包括位置速度计算模块和规划速度计算模块；/n所述位置速度计算模块获取电机编码器的旋转角度和旋转速度计算门窗扇的实时位置和移动速度，所述规划速度计算模块根据左门窗扇和右门窗扇各自的运行距离来规划速度变化曲线，实时计算每个时间点对应的规划速度值。/n

【技术特征摘要】
1.一种双电机驱动推拉门窗的控制系统，包括连接左门窗扇的左电机和连接右门窗扇的右电机，其特征在于：还包括主控制器和分别对应左电机、右电机的行程开关；
所述行程开关安装在门窗关闭位置的轨道上，用于感应门窗扇的到位信号并传送给主控制器；
所述主控制器为左电机和右电机的开启和实时运行速度下达指令；主控制器包括位置速度计算模块和规划速度计算模块；
所述位置速度计算模块获取电机编码器的旋转角度和旋转速度计算门窗扇的实时位置和移动速度，所述规划速度计算模块根据左门窗扇和右门窗扇各自的运行距离来规划速度变化曲线，实时计算每个时间点对应的规划速度值。


2.根据权利要求1所述双电机驱动推拉门窗的控制系统，其特征在于：所述规划速度变化曲线，曲线随时间依次划分为加速段、顶峰段、减速段和缓冲段，门窗扇的当前起点位置距运行目标位置的距离为Smax；
规划速度变化曲线减速段中的最小速度为Vmin，Vmin为设定的输入值；
运行所需时间为T，T为设定的输入值；
将加速段、顶峰段、减速段和缓冲段的时间分别设定为输入值T1、T2、T3和T4，且T＝T1+T2+T3+T4，T1≠0、T2≥0、T3≠0、T4≥0；
在各时间段内的实时速度分别为Va、Vd、Vc和Vm，初始速度为V0；
规划速度变化曲线中的最大速度为Vmax，Vmax＝K1*Smax–K2，K1和K2是Vmax和Smax之间的换算常数；
规划速度变化曲线在各阶段的积分公式分别为：














3.根据权利要求1所述双电机驱动推拉门窗的控制系统，其特征在于：电机轴连接皮带传送机构的主动轮，所述门窗扇的实时移动速度为V，主动轮的周长为L，电机的转速为R，V＝(R/60)*L。


4.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯秦，周勇，
申请(专利权)人：成都易慧家科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51