一种智能无刷直流电机控制方法技术

本发明专利技术公开了一种智能无刷直流电机控制方法。本发明专利技术的控制方法包括：设置电机运行的参数，对控制器进行编组，进行无刷直流电机的启动控制和换向控制，通过现场总线通讯进行运行状态数据交互，实现多台无刷直流电机的互动控制，以及实现故障检测和电流保护功能,同时还提供了防止通讯堵塞和消除ADC电流采集噪声的方法。的方法。的方法。

【技术实现步骤摘要】
一种智能无刷直流电机控制方法


[0001]本专利技术涉及电机控制领域，特别是涉及一种智能无刷直流电机控制方法。

技术介绍

[0002]无刷直流电机具有结构简单，使用寿命长的优点，随着经济的发展，无刷直流电机在家用电器、汽车、智能设备等领域得到了广泛的应用，但无刷直流电机需要进行电子换向，要与无刷直流电机控制器（驱动器）配合才能使用。目前市场上虽然有比较成熟的通用无刷直流电机控制器，也有像电动自行车上使用的专用无刷直流电机控制器。但这些无刷直流控制器基本上只能满足电机的驱动功能，并且只能单独使用，不具备多台电机之间的智能化协同控制功能。
[0003]有一种叫智能密集架的仓储设备，由多个架体组成一个集群，每个架体都安装一台无刷直流电机，架体之间需要协同移动，还需要能根据前方架体位置提前减速防止剧烈碰撞，每个架体还需要连接串口显示屏提供人机交互界面，以及控制照明灯、定位指示灯等设备，普通的通用型无刷直流电机控制器（驱动器）无法满足这样的使用要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于解决现有技术的不足，提供一种智能无刷直流电机控制方法，可以设置电机运行的参数，对控制器进行编组，进行无刷直流电机的启动控制和换向控制，通过现场总线通讯进行运行状态数据交互，实现多台无刷直流电机的互动控制，以及实现故障检测和电流保护功能,同时还提供了防止通讯堵塞和消除ADC电流采集噪声的方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案。
[0006]一种智能无刷直流电机控制方法，主要包括：S1参数设置，设置电机运行所需的参数，主要参数有区号、编号、加速度、目标速度、安全速度、启动速度、正反方向、启动等待时间、启动延时、运行时间、安全电流、减速提前量、运行距离；S2编组控制，对无刷直流电机控制器进行编组，设置区号和编号，需要对电机进行协同控制的编为相同的区号，然后根据同一个区里的空间排列，按顺序设置编号，编号是连续的自然数，运行控制指令中包含区号和编号，控制器收到运行控制指令，根据指令中的区号与自身所设定的区号是否相符来决定是否执行该运行指令，根据指令中的编号决定是正向运行还是反向运行，如果指令中的编号小于等于自身所设定的编号则需要进行正向运行，如果指令中的编号大于自身设定的编号则需要进行反向运行；S3启动控制，收到有效的运行指令后，判断限位传感器状态，如果限位传感器检测到障碍物则继续等待并循环判断限位传感器状态直到未检测到障碍物或启动等待时间耗尽，如果限位传感器未检测到障碍物，则开始计时等待设定的启动延时时间结束，然后控制下臂MOS管导通，让自举电容充电；S4换向控制，将MOS管的换向分成A、B、C、D、E、F 6种状态，并与a、b、c、d、e、f 这6种
无刷直流电机转子的霍尔状态进行对应，使用定时器中断，循环检测无刷直流电机转子的霍尔状态，根据电机转动方向和所检测到的霍尔状态对应控制MOS管的通断，实现换向控制，状态A为MOS管T1和T4导通，T2、T3、T5和T6断开，状态B为MOS管T1和T6导通，T2、T3、T4和T5断开，状态C为MOS管T3和T6导通，T1、T2、T4和T5断开，状态D为MOS管T2和T3导通，T1、T4、T5和T6断开，状态E为MOS管T2和T5导通，T1、T3、T4和T6断开，状态F为MOS管T4和T5导通，T1、T2、T3和T6断开。霍尔状态是通过u、v、w三路霍尔信号电平高低表示，霍尔状态a为u和w高电平v低电平，霍尔状态b为u高电平v和w低电平，霍尔状态c为u和v高电平w低电平，霍尔状态d为v高电平u和w低电平，霍尔状态e为v和w高电平u低电平，霍尔状态f为w高电平u和v低电平；S5运行过程控制，通过PWM占空比控制MOS管的通断时间实现速度控制，通过PWM占空比变化快慢的调整实现加速度控制，通过对换向次数的统计实现运行距离控制，通过计时器实现运行时间控制，通过对电流ADC实时采样来检测电机运行过程的电流；S6通讯及控制，控制器之间通过现场总线进行通讯，互相报告运行状态数据，并根据报告的运行状态数据和自身所设置的减速提前量计算出减速时机，防止前后剧烈碰撞，同时，每个控制器都可以与串口显示屏进行通讯，可以通过串口显示屏发送运行指令、查询运行状态和设置参数；S7故障检测，通过读取无刷直流电机的3路霍尔信号判断霍尔连接是否正常，通过电机运行时一定时间内的霍尔传感器的变化来判断是否发生堵转，通过电流ADC采集数据与所设定的安全电流进行比较来判断是否电机过载，通过CAN现场总线通讯定时发送检测指令判断通讯是否异常，如果出现故障或异常则会停止电机运行并发出提醒。
[0007]作为本专利技术智能无刷直流电机控制方法进一步的方案：所述的编号可以分为编号A和编号B，编号A和编号B为连续的自然数，如果运行控制指令中的编号小于等于编号A，则进行正向运行，如果运行控制指令中的编号大于等于编号B，则进行反向运行。
[0008]作为本专利技术智能无刷直流电机控制方法进一步的方案：所述的S4换向控制，还可以是将MOS管的输出分成G和H两种状态，根据电机是正向运行还是反向运行来决定MOS管的输出状态是G还是H，以此来驱动有刷直流电机。状态G为MOS管T1和T6导通，T2、T3、T4和T5断开，状态H为MOS管T2和T5导通，T1、T3、T4和T6断开。
[0009]作为本专利技术智能无刷直流电机控制方法进一步的方案：所述的正向运行和反向运行是可以互换的。运动方向是可以自行定义的，可以根据需要将电机顺时针转动定义为正向运动，也可以将电机顺时针转动定义为反向运动。
[0010]作为本专利技术智能无刷直流电机控制方法进一步的方案：所述的S6通讯及控制，控制器之间通过现场总线通讯互相报告状态参数是有时间周期T的，时间周期T由固定时间t1和随机时间t2组成，满足T=t1+t2的关系。固定时间t1可以确保控制器状态报告有一个基本周期，随机时间t2可以使每个控制器的状态报告的周期不完全相同，可以防止通讯堵塞现象。
[0011]作为本专利技术智能无刷直流电机控制方法进一步的方案：所述的S7故障检测，用于电机过载判断的ADC电流采用实时平均值AVGT，实时平均值AVGT=((n
‑
1)*avg+adc)/n。公式中，n为取平均值的个数，avg为上一次计算出的实时平均值，adc为最新采集的ADC电流值。采用实时平均值算法，合理设置n值，可以消除ADC电流采集的噪声。
附图说明
[0012]图1是本专利技术实施例的设备连接示意图。
[0013]图2是本专利技术实施列的电机驱动电路原理图。
具体实施方式
[0014]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0015]本
技术人员可以理解的是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能无刷直流电机控制方法，其特征在于，主要包括：S1参数设置，设置电机运行所需的参数，主要参数有区号、编号、加速度、目标速度、安全速度、启动速度、正反方向、启动等待时间、启动延时、运行时间、安全电流、减速提前量、运行距离；S2编组控制，对无刷直流电机控制器进行编组，设置区号和编号，需要对电机进行协同控制的编为相同的区号，然后根据同一个区里的空间排列，按顺序设置编号，编号是连续的自然数，运行控制指令中包含区号和编号，控制器收到运行控制指令，根据指令中的区号与自身所设定的区号是否相符来决定是否执行该运行指令，根据指令中的编号决定是正向运行还是反向运行，如果指令中的编号小于等于自身所设定的编号则需要进行正向运行，如果指令中的编号大于自身设定的编号则需要进行反向运行；S3启动控制，收到有效的运行指令后，判断限位传感器状态，如果限位传感器检测到障碍物则继续等待并循环判断限位传感器状态直到未检测到障碍物或启动等待时间耗尽，如果限位传感器未检测到障碍物，则开始计时等待设定的启动延时时间结束，然后控制下臂MOS管导通，让自举电容充电；S4换向控制，将MOS管的换向分成A、B、C、D、E、F 6种状态，并与a、b、c、d、e、f 这6种无刷直流电机转子的霍尔状态进行对应，使用定时器中断，循环检测无刷直流电机转子的霍尔状态，根据电机转动方向和所检测到的霍尔状态对应控制MOS管的通断，实现换向控制；S5运行过程控制，通过PWM占空比控制MOS管的通断时间实现速度控制，通过PWM占空比变化快慢的调整实现加速度控制，通过对换向次数的统计实现运行距离控制，通过计时器实现运行时间控制，通过对电流ADC实时采样来检测电机运行过程的电流；S6通讯及控制，控制器之间通过现场总线进行通讯，互相报告运行状态数...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆健，
申请(专利权)人：南京盛伯智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：