【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及平面电机控制，更具体地说，本专利技术涉及一种基于霍尔传感器的平面电机位置姿态检测方法。
技术介绍
1、已知平面电机是一种可以直接将电磁能转换为平面运动的电机，与其他类型电机一样，平面电机由定子、转子和支撑部件等部分组成，在支撑部件的限制和电磁力的作用下，平面电机的动子能够带动负载产生两维的平面运动；而平面电机直接利用电磁能产生平面运动，具有功率密度高、低热耗、高精度、高效率的特点，因省去了从旋转运动到直线运动再到平面运动的中间转换装置，可把控制对象同电机做成一体化结构，具有反应快、灵敏度高、随动性好及结构简单等优点，在光刻机等现代精密、物流装备领域中广泛应用。
2、但是在实际使用时，由于平面电机结构的特殊性，往往需要大量价格昂贵的位置传感器用于其电机控制，若需要检测到多自由度位置信息，其中包括两个自由度位置及旋转角度，则需要复杂的传感器系统，为了解决布置及应用技术困难，亟需一种价格低廉、结构简单、精度高的传感器系统用于平面永磁电机控制；因此提出一种基于霍尔传感器的平面电机位置姿态检测方法，作为进一步的改进。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于霍尔传感器的平面电机位置姿态检测方法，满足平面电机两个方向伺服控制位置信息以及小范围旋转角度运动姿态的需求，实现平面永磁电机二自由度任意位置伺服运行。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于霍尔传感器的平面电机位置姿态检测方法，包括：表贴式正方体永磁体，其特征在于：具体的检
3、步骤一：设置永磁体阵列：将多个永磁体按照n极与s极交错呈网格状布置；而空间磁场分布遵循公式：
4、，
5、则x和y表示永磁体阵列在平面正交方向上的范围；磁场只有一个分布于x和y范围并垂直于平面的垂直分量，为磁场强度幅值；
6、而永磁体阵列所在的平面设置为永磁体阵列平面；
7、步骤二：设置9个模拟量霍尔传感器，组成3*3正方形阵列结构的传感器阵列：将9个模拟量霍尔传感器依次设置为,,；
8、而传感器阵列所在的平面设置为传感器阵列平面；
9、步骤三：将步骤二中传感器阵列平面设置在步骤一中永磁体阵列平面的下方，且两平面保持水平；采用传感器阵列中的霍尔传感器实时检测永磁体阵列的磁场数据，并发送到电机控制器；
10、步骤四：设置传感器的检测值满足以下公式：
11、
12、而为传感器的偏移值；
13、步骤五：将各个传感器的检测值按矩阵排列的行、列分别相加，则得到6个总值：
14、
15、
16、
17、
18、
19、；
20、步骤六：利用clark变换，确认永磁体阵列x和y方向位置信息以及相对传感器阵列的旋转角度：
21、
22、
23、同理，
24、
25、
26、通过2个正切、反切公式计算出x和y两个自由度方向的位置值：
27、
28、
29、计算旋转角度，若，记q为：
30、
31、则。
32、进一步地，所述步骤二中：若传感器阵列与永磁体阵列无相对旋转，且永磁体位于传感器正上方，则永磁体位置(,)与传感器b2重合。
33、进一步地，所述步骤四、步骤五和步骤六中，均由电机控制器根据9个霍尔检测值计算出永磁体阵列x和y方向位置信息以及相对传感器阵列的旋转角度。
34、进一步地，所述步骤一中，将沿着垂直或水平方向上的相邻n极与s极中心点的距离设置为极距。
35、进一步地，所述步骤二中，相邻霍尔传感器的中心点之间的最短距离设置为2/3极距。
36、进一步地，所述永磁体阵列的磁场分布：沿x或y方向投影均为正弦波形。
37、本专利技术的技术效果和优点：
38、与现有技术相比，本专利技术提供一种基于霍尔传感器的平面永磁电机位置姿态检测方法，能够满足平面永磁电机x和y两个方向伺服控制位置信息需求，同时可以准确得到绕z轴小范围旋转时的旋转角度信息。实现平面电机二自由度任意位置稳定运行，同时传感器系统结构简单及成本低廉。
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1.一种基于霍尔传感器的平面电机位置姿态检测方法，包括：表贴式正方体永磁体，其特征在于：具体的检测方法如下：
2.根据权利要求1所述的一种基于霍尔传感器的平面电机位置姿态检测方法，其特征在于：所述步骤二中：若传感器阵列与永磁体阵列无相对旋转，且永磁体位于传感器正上方，则永磁体位置(x0,y0)与传感器B2重合。
3.根据权利要求1所述的一种基于霍尔传感器的平面电机位置姿态检测方法，其特征在于：步骤四、步骤五和步骤六中，均由电机控制器根据9个霍尔检测值计算出永磁体阵列X和Y方向位置信息以及相对传感器阵列的旋转角度。
4.根据权利要求1所述的一种基于霍尔传感器的平面电机位置姿态检测方法，其特征在于：所述步骤一中，将沿着垂直或水平方向上的相邻N极与S极中心点的距离设置为极距。
5.根据权利要求4所述的一种基于霍尔传感器的平面电机位置姿态检测方法，其特征在于：所述步骤二中，相邻霍尔传感器的中心点之间的最短距离设置为2/3极距。
6.根据权利要求1所述的一种基于霍尔传感器的平面电机位置姿态检测方法，其特征在于：所述永磁体阵列的磁场
...【技术特征摘要】
1.一种基于霍尔传感器的平面电机位置姿态检测方法，包括：表贴式正方体永磁体，其特征在于：具体的检测方法如下：
2.根据权利要求1所述的一种基于霍尔传感器的平面电机位置姿态检测方法，其特征在于：所述步骤二中：若传感器阵列与永磁体阵列无相对旋转，且永磁体位于传感器正上方，则永磁体位置(x0,y0)与传感器b2重合。
3.根据权利要求1所述的一种基于霍尔传感器的平面电机位置姿态检测方法，其特征在于：步骤四、步骤五和步骤六中，均由电机控制器根据9个霍尔检测值计算出永磁体阵列x和y方向位置信息以及...
【专利技术属性】
技术研发人员：王普威，王瑾璠，臧超，张威，王钦，
申请(专利权)人：深圳市逻辑谛科信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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