一种直流无刷电机闭环控制方法与流程

1.本发明涉及电机控制技术领域，具体为一种直流无刷电机闭环控制方法。


背景技术：

2.一种用电子换向的小功率直流电动机，又称无换向器电动机、无整流子直流电动机，它是用半导体逆变器取代一般直流电动机中的机械换向器，构成没有换向器的直流电动机，这种电机结构简单、运行可靠、没有火花、噪声较低，广泛应用于生产设备、仪器仪表、计算机外围设备和高级家电灯，但现有的直流无刷电机，容易因电压的误差出现振动，导致出现一定的电噪声；现有的直流无刷电机，在使用时稳定性较差，不利于其依附的设备的运转；现有的直流无刷电机，响应速度与稳定性无法兼容，其工作效率有待提高。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种直流无刷电机闭环控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种直流无刷电机闭环控制方法，包括以下步骤：步骤一，启动电机；步骤二，检测反馈；步骤三，数据关联；步骤四，比较偏差；步骤五，偏差调整；步骤六，控制转速；
5.其中在上述步骤一中，由自控式逆变器向直流无刷电机输出电压，直流无刷电机依据此电压开始工作；
6.其中在上述步骤二中，霍尔传感器检测直流无刷电机工作时产生的反馈信号；
7.其中在上述步骤三中，根据步骤二中所捕捉到的反馈信号分析并建立联系，如比例关联数据，并计算出反馈速度；
8.其中在上述步骤四中，将步骤三中计算出的反馈速度与电机在给定电压下的标准速度进行对比，得到速度偏差信号；
9.其中在上述步骤五中，将步骤四中的速度偏差信号输入调节信号发生器中，进行闭环偏差调整，产生调节信号；
10.其中在上述步骤六中，将步骤五中经过调整后的调节信号反馈至逆变器中，并以此控制电压输出与直流无刷电机的转速。
11.优选的，所述步骤一中，在直流无刷电机正式进行工作前，先通过相同的电压进行多次试运行，记录下试运行过程中所检测到的转速与反电动势，以作为后续的参照对象。
12.优选的，所述步骤一中，逆变器的转子控制方式分为90
°
、120
°
、180
°
几种，可选用任意一种作为控制信号，再任选另一种作为对比信号，建立两种闭环控制。
13.优选的，所述步骤二中，检测记录的反馈信号包括逆变器输出的电压波型、反电动势电压波形与直流无刷电机的工作转速。
14.优选的，所述步骤三中，根据当前的比例关联数据计算出直流无刷电机的电压误差范围，并以相同步骤计算出试运行时的电压误差范围。
15.优选的，所述步骤四中，与速度偏差一样电压误差需要经对比后得到一组电压偏差，且该偏差一同参与到之后的调整与反馈。
16.优选的，所述步骤五中，调节信号发生器所产生的信号为调节功率管的pwm信号，通过控制功率管的输出来达到控制直流无刷电机电压的目的。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明相较于现有的直流无刷电机，通过控制逆变器电压与反电动势电压的波型，来确保电机不会产生振动，减少电噪音；本发明通过建立并对比多种闭环控制的方式，优化了直流无刷电机工作时的稳定性；本发明通过降低转速误差的方式，来增加直流无刷电机的工作效率，使其响应性能提高。
附图说明
18.图1为本发明的方法流程图。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
20.请参阅图1，本发明提供的一种实施例：一种直流无刷电机闭环控制方法，包括以下步骤：步骤一，启动电机；步骤二，检测反馈；步骤三，数据关联；步骤四，比较偏差；步骤五，偏差调整；步骤六，控制转速；
21.其中在上述步骤一中，在直流无刷电机正式进行工作前，先通过相同的电压进行多次试运行，记录下试运行过程中所检测到的转速与反电动势，以作为后续的参照对象，由自控式逆变器向直流无刷电机输出电压，直流无刷电机依据此电压开始工作，其中，逆变器的转子控制方式分为90
°
、120
°
、180
°
几种，可选用任意一种作为控制信号，再任选另一种作为对比信号，建立两种闭环控制；
22.其中在上述步骤二中，霍尔传感器检测直流无刷电机工作时产生的反馈信号，其中，检测记录的反馈信号包括逆变器输出的电压波型、反电动势电压波形与直流无刷电机的工作转速；
23.其中在上述步骤三中，根据步骤二中所捕捉到的反馈信号分析并建立联系，如比例关联数据，并计算出反馈速度，可以根据当前的比例关联数据计算出直流无刷电机的电压误差范围，并以相同步骤计算出试运行时的电压误差范围；
24.其中在上述步骤四中，将步骤三中计算出的反馈速度与电机在给定电压下的标准速度进行对比，得到速度偏差信号，与速度偏差一样电压误差需要经对比后得到一组电压偏差，且该偏差一同参与到之后的调整与反馈；
25.其中在上述步骤五中，将步骤四中的速度偏差信号输入调节信号发生器中，进行闭环偏差调整，产生调节信号，其中，调节信号发生器所产生的信号为调节功率管的pwm信号，通过控制功率管的输出来达到控制直流无刷电机电压的目的；
26.其中在上述步骤六中，将步骤五中经过调整后的调节信号反馈至逆变器中，并以此控制电压输出与直流无刷电机的转速。
27.基于上述，本发明的优点在于，该发明使用时，由于经过了检测、反馈、调整等手段，使逆变器的输出电压与反电动势电压保持一致，直流无刷电机工作时所产生的振动极大的减少了，且其工作状态下的响应性能得到了提高，也更加稳定，保证了响应性和稳定性的兼容，使直流无刷电机的效率有所提升。
28.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。


技术特征：
1.一种直流无刷电机闭环控制方法，包括以下步骤：步骤一，启动电机；步骤二，检测反馈；步骤三，数据关联；步骤四，比较偏差；步骤五，偏差调整；步骤六，控制转速；其特征在于：其中在上述步骤一中，由自控式逆变器向直流无刷电机输出电压，直流无刷电机依据此电压开始工作；其中在上述步骤二中，霍尔传感器检测直流无刷电机工作时产生的反馈信号；其中在上述步骤三中，根据步骤二中所捕捉到的反馈信号分析并建立联系，如比例关联数据，并计算出反馈速度；其中在上述步骤四中，将步骤三中计算出的反馈速度与电机在给定电压下的标准速度进行对比，得到速度偏差信号；其中在上述步骤五中，将步骤四中的速度偏差信号输入调节信号发生器中，进行闭环偏差调整，产生调节信号；其中在上述步骤六中，将步骤五中经过调整后的调节信号反馈至逆变器中，并以此控制电压输出与直流无刷电机的转速。2.根据权利要求1所述的一种直流无刷电机闭环控制方法，其特征在于：所述步骤一中，在直流无刷电机正式进行工作前，先通过相同的电压进行多次试运行，记录下试运行过程中所检测到的转速与反电动势，以作为后续的参照对象。3.根据权利要求1所述的一种直流无刷电机闭环控制方法，其特征在于：所述步骤一中，逆变器的转子控制方式分为90
°
、120
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、180
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几种，可选用任意一种作为控制信号，再任选另一种作为对比信号，建立两种闭环控制。4.根据权利要求1所述的一种直流无刷电机闭环控制方法，其特征在于：所述步骤二中，检测记录的反馈信号包括逆变器输出的电压波型、反电动势电压波形与直流无刷电机的工作转速。5.根据权利要求1所述的一种直流无刷电机闭环控制方法，其特征在于：所述步骤三中，根据当前的比例关联数据计算出直流无刷电机的电压误差范围，并以相同步骤计算出试运行时的电压误差范围。6.根据权利要求1所述的一种直流无刷电机闭环控制方法，其特征在于：所述步骤四中，与速度偏差一样电压误差需要经对比后得到一组电压偏差，且该偏差一同参与到之后的调整与反馈。7.根据权利要求1所述的一种直流无刷电机闭环控制方法，其特征在于：所述步骤五中，调节信号发生器所产生的信号为调节功率管的pwm信号，通过控制功率管的输出来达到控制直流无刷电机电压的目的。

技术总结
本发明公开了一种直流无刷电机闭环控制方法，包括以下步骤：步骤一，启动电机；步骤二，检测反馈；步骤三，数据关联；步骤四，比较偏差；步骤五，偏差调整；步骤六，控制转速；所述步骤一中，在直流无刷电机正式进行工作前，先通过相同的电压进行多次试运行，记录下试运行过程中所检测到的转速与反电动势，以作为后续的参照对象，本发明相较于现有的直流无刷电机，通过控制逆变器电压与反电动势电压的波型，来确保电机不会产生振动，减少电噪音；本发明通过建立并对比多种闭环控制的方式，优化了直流无刷电机工作时的稳定性；本发明通过降低转速误差的方式，来增加直流无刷电机的工作效率，使其响应性能提高。其响应性能提高。其响应性能提高。


技术研发人员：梁启硕 杨申谷
受保护的技术使用者：上海鸿惊智能科技有限公司
技术研发日：2022.03.15
技术公布日：2022/5/30