一种基于FOC的康复器械感知与复现方法技术

本发明专利技术的目的是提供一种基于FOC的康复器械感知与复现方法，其特征在于：基于FOC控制算法，在驱动力作用下，无刷电机运作，电机实时将收到的力矩转换成三相电流，速度转换成转子位置，将电机的实时参数包括转子位置和三相电流存储在存储器里，即实现感知。后续使用时，从存储器调用实时的电机参数包括转子位置和三相电流，转换成速度和力矩，并给予期望力矩进行计算，通过Park反变换和Clarke反变换转换成电流参数，再传递于电机，即实现复现。利用这种方法，康复模式I为在速度区间内保持恒定的阻尼(扭矩)，让患者在恒定阻尼下恢复速度感知；康复模式II为在阻尼区间内保持恒定速度，让患者在恒定速度下适应不同阻尼的变化，使患者逐渐恢复力的感知。恢复力的感知。恢复力的感知。

【技术实现步骤摘要】
一种基于FOC的康复器械感知与复现方法


[0001]本专利技术涉及康复器械领域，具体是一种基于FOC的康复器械感知与复现方法。

技术介绍

[0002]康复器械是用于促进人体组织修复、重新学习和增强肌肉韧带功能、改善神经系统功能的器械。康复医疗器械行业在我国起步时间较晚，属于近年来新兴的医疗领域，市场容量也在迅速扩大中。
[0003]康复器械实现形式对患者康复程度及舒适度有重大影响。目前，大多数康复器械采用的是传感器获取数据且要另外调整电机参数。在这种情况下，康复器械的实现流程并不流畅。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于FOC的康复器械感知与复现方法，其特征在于：
[0005]1.一种基于FOC的康复器械感知与复现方法，其特征在于：
[0006]基于的FOC控制算法包括以下步骤：
[0007]1)通过模拟数字转化器(ADC)采集分流电阻的电压值，将采集到的电压值转化为三相电流；
[0008]2)将采集的电流i
a
、i
b
通过Clark变换得到α、β轴电流i
α
、i
β
；
[0009]3)将i
α
、i
β
通过Park变换得到d、q轴电流I
d
、I
q
；
[0010]4)通过位置传感器获取电机转子位置，并计算转子角度θ和速度；
[0011]5)将期望速度与实际反馈得到的速度进行比较，并通过PI控制器进行速度控制，输出需要的
[0012]6)输出需要的
[0013]7)将I
d
、I
q
与进行比较,得到需要补偿的电流；
[0014]8)通过PI控制器输出需要的电压V
d
、V
q
；
[0015]9)将V
d
、V
q
通过Park逆变换得到α、β轴的电压V
α
、V
β
；
[0016]10)将V
α
、V
β
通过svpwm变换得到PWM的占空比；
[0017]11)通过PWM变化的占空比控制电流，进而控制电机转子转动，实现循环。
[0018]基于FOC控制算法的康复器械感知方法包括以下步骤：
[0019]1)使用过程中，驱动电机运行；
[0020]2)电机实时将收到的力矩转换成三相电流，将速度转换成转子位置；
[0021]3)将电机的实时参数包括转子位置和三相电流存储在存储器里。
[0022]基于FOC控制算法的康复器械复现方法包括以下步骤：
[0023]1)后续运行时，调用存储器里储存的转子位置和三相电流；
[0024]2)根据三相电流计算出力矩，根据转子位置计算出速度；
[0025]3)将希望输出的力矩和速度写入到实现函数里；
[0026]4)通过Park反变换和Clarke反变换换算成期望的电流。
[0027]进一步，康复模式I为在速度区间内保持恒定的阻尼。
[0028]进一步，康复模式II为在阻尼区间内保持恒定速度。
[0029]本专利技术的技术效果是毋庸置疑的：
[0030]1、FOC控制算法的康复器械感知与复现功能不需要力传感器采集数据，提升了使用过程的流畅性。
[0031]2、提高患者对速度的感知：患者通过对康复模式I的使用，逐渐提高了患者对速度变化的感知程度。
[0032]3、提高患者对阻尼(力)的感知：患者通过对康复模式II的使用，逐渐提高了患者对力的感知程度。
附图说明
[0033]图1为实现FOC算法框架图；
[0034]图2为感知技术的一种流程图；
[0035]图3为复现技术的一种流程图；
具体实施方式
[0036]下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，但不应该理解为本专利技术上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本专利技术上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本专利技术的保护范围内。
[0037]实施例1：
[0038]一种基于FOC的康复器械感知与复现方法，其特征在于：
[0039]基于的FOC控制算法包括以下步骤：
[0040]1)通过模拟数字转化器(ADC)采集分流电阻的电压值，将采集到的电压值转化为三相电流值；
[0041]2)将采集的电流i
a
、i
b
通过Clark变换得到α、β轴电流i
α
、i
β
；
[0042]3)将i
α
、i
β
通过Park变换得到d、q轴电流I
d
、I
q
；
[0043]4)通过位置传感器获取电机转子位置，并计算转子角度θ和速度；
[0044]5)将期望速度与实际反馈得到的速度进行比较，并通过PI控制器进行速度控制，输出需要的
[0045]6)输出需要的
[0046]7)将I
d
、I
q
与进行比较,得到需要补偿的电流；
[0047]8)通过PI控制器输出需要的电压V
d
、V
q
；
[0048]9)将V
d
、V
q
通过Park逆变换得到α、β轴的电压V
α
、V
β
；
[0049]10)将V
α
、V
β
通过svpwm变换得到PWM的占空比；
[0050]11)通过PWM变化的占空比控制电流，进而控制电机转子转动，实现循环。
[0051]基于FOC控制算法的康复器械感知方法包括以下步骤：
[0052]1)使用过程中，驱动电机运行；
[0053]2)电机实时将收到的力矩转换成三相电流，将速度转换成转子位置；
[0054]3)将电机的实时参数包括转子位置和三相电流存储在存储器里。
[0055]基于FOC控制算法的康复器械复现方法包括以下步骤：
[0056]1)后续运行时，调用存储器里储存的转子位置和三相电流；
[0057]2)根据三相电流计算出力矩，根据转子位置计算出速度；
[0058]3)将希望输出的力矩和速度写入到实现函数里；
[0059]4)通过Park反变换和Clarke反变换换算成期望的电流。
[0060]实施例2：
[0061]本实施例的主要结构同实施例1，进一步，康复模式I为在速度区间内保持恒定的阻尼。
[0062]实施例3：
[0063]本实施例的主要结构同实施例1～2中任意一个，进一步，康复模式II为在阻尼区间内保持恒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于FOC的康复器械感知与复现方法，其特征在于：基于的FOC控制算法包括以下步骤：1)通过模拟数字转化器(ADC)采集分流电阻的电压值，将采集到的电压值转化为三相电流值；2)将采集的电流i
a
、i
b
通过Clark变换得到α、β轴电流i
α
、i
β
；3)将i
α
、i
β
通过Park变换得到d、q轴电流I
d
、I
q
；4)通过位置传感器获取电机转子位置，并计算转子角度θ和速度；5)将期望速度与实际反馈得到的速度进行比较，并通过PI控制器进行速度控制，输出需要的6)输出需要的7)将I
d
、I
q
与进行比较,得到需要补偿的电流；8)通过PI控制器输出需要的电压V
d
、V
q
；9)将V
d
、V
q
通过Park...

【专利技术属性】
技术研发人员：易力力，梁铭艺，牛慕樵，王靖元，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：