电动升降桌及其控制方法技术

本发明专利技术提供了一种电动升降桌及其控制方法，包括：多个桌腿，被配置为以可升降方式支撑自动升降桌的桌面；多个电机，被配置为带动所述多个桌腿升降；多个编码器，被配置为根据各个电机的行程和/或速度生成脉冲；以及微控制器，被配置为执行下列动作：对所述多个编码器的脉冲进行计数以生成相应计数值；确定所述计数值之间的偏差；以及在所述偏差超过阈值的情况下，控制所述电机中的一个或多个带动相应桌腿升降以降低所述偏差。腿升降以降低所述偏差。腿升降以降低所述偏差。

【技术实现步骤摘要】
电动升降桌及其控制方法


[0001]本专利技术涉及自动控制
，特别涉及一种电动升降桌及其控制方法。

技术介绍

[0002]由于电动升降桌可以实现灵活调节高度的功能，在使用过程中具有如下优点：首先高度可调节的特性能满足不同身高的用户，其次电动升降桌使用时用户可以选择在站立模式与坐下模式之间转换，以预防久坐带来伤害；另外，电动升降桌能够改善坐下工作时的坐姿。通过以上几点，自动升降桌能够实现提高工作效率的优点。但电动升降桌容易出现各个桌腿升降难以同步的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种电动升降桌及其控制方法，以解决现有的电动升降桌容易出现各个桌腿升降难以同步的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种电动升降桌及其控制方法，包括：
[0005]多个桌腿，被配置为以可升降方式支撑自动升降桌的桌面；
[0006]多个电机，被配置为带动所述多个桌腿升降；
[0007]多个编码器，被配置为根据各个电机的行程和/或速度生成脉冲；以及
[0008]微控制器，被配置为执行下列动作：
[0009]对所述多个编码器的脉冲进行计数以生成相应计数值；
[0010]确定所述计数值之间的偏差；以及
[0011]在所述偏差超过阈值的情况下，控制所述电机中的一个或多个带动相应桌腿升降以降低所述偏差。
[0012]可选的，在所述的电动升降桌中，所述桌腿的数量为2个，每个桌腿包括桌面支撑件、底座支撑件和桌腿支撑件，其中：
[0013]桌面支撑件与底座支撑件平行，桌面支撑件和底座支撑件同时与桌腿支撑件垂直，桌面支撑件、底座支撑件和桌腿支撑件形成工字形；
[0014]还包括横梁，所述横梁连接两个桌腿，使得两个工字形所在的平面平行，所述横梁还作为桌面的支撑；
[0015]两个电机安装在横梁的两端，分别与两个桌腿连接；
[0016]所述编码器与电机连接，且安装在电机远离桌腿的一侧。
[0017]可选的，在所述的电动升降桌中，所述电机包括直流减速电机，所述桌腿支撑件包括第一支撑件、第二支撑件和丝杆；其中：
[0018]直流减速电机的减速箱和第二支撑件与丝杆的活动部刚性连接，以使得所述减速箱能够带动活动部和第二支撑件相对于丝杆的固定部做相对运动；
[0019]减速箱安装在第二支撑件的一端部，其另一端部与第一支撑件活动连接；
[0020]第一支撑件与丝杆的固定部刚性连接，所述第一支撑件放置于地平面上。
[0021]可选的，在所述的电动升降桌中，所述微控制器包括：
[0022]位置速度解码模块，被配置为对位置传感器提供的实时传感器信号进行解码，生成实时速度信号和实时位置信号；
[0023]位置同步控制模块，被配置为根据各个实时位置信号生成速度调节量；
[0024]速度环PI模块，被配置为根据实时速度信号、速度设定值和速度调节量生成输出电压信号；以及
[0025]PWM生成模块，被配置为根据输出电压信号生成PWM信号，并提供至电机。
[0026]可选的，在所述的电动升降桌中，所述微控制器还包括：
[0027]电流电压采样模块，被配置为采集各个电机的实时电压信号和实时电流信号；
[0028]其中所述位置传感器为编码器，所述实时传感器信号为计数值；
[0029]其中所述速度环PI模块根据实时速度信号和速度设定值之间的偏差，经过PI控制器，生成输出电压信号进行电机速度的闭环控制。
[0030]本专利技术还提供一种如上所述的电动升降桌的控制方法，包括：
[0031]根据编码器的每转脉冲数，获取速度环PI模块的控制频率，
[0032]Δpulse＝speed*CPR/fctrl，fctrl＝speed*CPR/Δpulse；
[0033]其中速度环PI模块的控制频率与每转脉冲数成正比；
[0034]根据电机的转速调节编码器的每转脉冲数，选择适当的控制频率使得脉冲变化量符合要求；
[0035]使得速度环PI模块的一个控制周期内脉冲变化量不少于1个；
[0036]其中，CPR为每转脉冲数，speed为电机的转速；fctrl为速度环PI模块的控制频率；Δpulse为速度环PI模块的一个控制周期内的脉冲变化量。
[0037]可选的，在所述的电动升降桌的控制方法中，还包括：
[0038]所选的编码器每转脉冲数CPR为16，电机工作时的转速speed为600转/分，设置速度环PI模块的一个控制周期内的脉冲变化量Δpulse为2，则fctrl＝600/60*16/2＝40Hz；
[0039]每个速度环PI模块的一个控制周期内，脉冲变化量为2个脉冲时，控制频率为40Hz；
[0040]根据功率器件的开关频率和控制频率计算电机速度调节频率，所述电机速度调节频率与PWM周期数成正比；
[0041]开关频率/控制频率＝PWM周期数；
[0042]设置功率器件的开关频率为16KHz，PWM周期数＝16000/40＝400个，每400个PWM脉冲调节一次电机的速度。
[0043]可选的，在所述的电动升降桌的控制方法中，还包括：
[0044]通过位置同步控制模块进行PI控制，通过速度环PI模块进行速度闭环调节；
[0045]当第一电机的转速大于第二电机的转速时，位置的偏差量Err＝θ1
‑
θ2>0；
[0046]经过PI控制模块后，输出速度调节量ΔS>0；
[0047]使得第一电机的第一速度设定值为spd1
‑
ΔS，第二电机的第二速度设定值为spd2+ΔS；
[0048]第一电机的速度设定值减小速度控制量，第二电机的速度设定值增加速度控制量。
[0049]可选的，在所述的电动升降桌的控制方法中，位置同步控制模块包括PI控制模块，PI控制模块包括KP模块和KI模块，电动升降桌的控制方法还包括：
[0050]获取第一电机的转过脉冲数和第二电机的转过脉冲数的偏差；
[0051]对所述偏差进行第一次限幅，得到第一限幅值；
[0052]将第一限幅值输入KP模块，得到比例控制量，对积分控制器进行第二次限幅，得到第二限幅值；
[0053]将第一限幅值输入KI模块，得到积分控制量，对积分控制器进行第三次限幅后反馈至KI模块的输出端，得到第三限幅值；
[0054]对第二限幅值和第三限幅值进行求和后，进行第四次限幅，得到第四限幅值，将第四限幅值作为速度调节量；
[0055]第一电机的速度设定值减去速度调节量、以及第一电机的实时速度信号，得到的第一速度设定值提供至第一电机的速度环PI模块；
[0056]第二电机的速度设定值加上速度调节量后减去第二电机的实时速度信号，得到的第二速度设定值提供至第二电机的速度环PI模块。
[0057本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动升降桌，其特征在于，包括：多个桌腿，被配置为以可升降方式支撑自动升降桌的桌面；多个电机，被配置为带动所述多个桌腿升降；多个编码器，被配置为根据各个电机的行程和/或速度生成脉冲；以及微控制器，被配置为执行下列动作：对所述多个编码器的脉冲进行计数以生成相应计数值；确定所述计数值之间的偏差；以及在所述偏差超过阈值的情况下，控制所述电机中的一个或多个带动相应桌腿升降以降低所述偏差。2.如权利要求1所述的电动升降桌，其特征在于，所述桌腿的数量为2个，每个桌腿包括桌面支撑件、底座支撑件和桌腿支撑件，其中：桌面支撑件与底座支撑件平行，桌面支撑件和底座支撑件同时与桌腿支撑件垂直，桌面支撑件、底座支撑件和桌腿支撑件形成工字形；还包括横梁，所述横梁连接两个桌腿，使得两个工字形所在的平面平行，所述横梁还作为桌面的支撑；两个电机安装在横梁的两端，分别与两个桌腿连接；所述编码器与电机连接，且安装在电机远离桌腿的一侧。3.如权利要求2所述的电动升降桌，其特征在于，所述电机包括直流减速电机，所述桌腿支撑件包括第一支撑件、第二支撑件和丝杆；其中：直流减速电机的减速箱和第二支撑件与丝杆的活动部刚性连接，以使得所述减速箱能够带动活动部和第二支撑件相对于丝杆的固定部做相对运动；减速箱安装在第二支撑件的一端部，其另一端部与第一支撑件活动连接；第一支撑件与丝杆的固定部刚性连接，所述第一支撑件放置于地平面上。4.如权利要求3所述的电动升降桌，其特征在于，所述微控制器包括：位置速度解码模块，被配置为对位置传感器提供的实时传感器信号进行解码，生成实时速度信号和实时位置信号；位置同步控制模块，被配置为根据各个实时位置信号生成速度调节量；速度环PI模块，被配置为根据实时速度信号、速度设定值和速度调节量生成输出电压信号；以及PWM生成模块，被配置为根据输出电压信号生成PWM信号，并提供至电机。5.如权利要求4所述的电动升降桌，其特征在于，所述微控制器还包括：电流电压采样模块，被配置为采集各个电机的实时电压信号和实时电流信号；其中所述位置传感器为编码器，所述实时传感器信号为计数值；其中所述速度环PI模块根据实时速度信号和速度设定值之间的偏差，经过PI控制器，生成输出电压信号进行电机速度的闭环控制。6.一种如权利要求5所述的电动升降桌的控制方法，其特征在于，包括：根据编码器的每转脉冲数，获取速度环PI模块的控制频率，Δpulse＝speed*CPR/fctrl，fctrl＝speed*CPR/Δpulse；其中速度环PI模块的控制频率与每转脉冲数成正比；
根据电机的转速调节编码器的每转脉冲数，选择适当的控制频...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁卫华，
申请(专利权)人：华大半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：