一種無刷電機(jī)閉環(huán)調(diào)速裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無刷電機(jī)閉環(huán)調(diào)速裝置及方法，屬于電機(jī)控制的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]無刷電機(jī)因其可靠、易于控制等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和家庭生活中。閉環(huán)調(diào)速是電機(jī)轉(zhuǎn)速控制的常用方式，具體而言可采用PID方法對(duì)電機(jī)控制參數(shù)進(jìn)行調(diào)整以使電機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸接近甚至等于所設(shè)置的目標(biāo)轉(zhuǎn)速。當(dāng)電機(jī)控制參數(shù)的調(diào)節(jié)精度較低時(shí)，閉環(huán)調(diào)速過程中持續(xù)不斷的參數(shù)調(diào)整容易造成電機(jī)轉(zhuǎn)速在較大范圍內(nèi)波動(dòng)，忽高忽低。轉(zhuǎn)速不穩(wěn)容易使得終端設(shè)備產(chǎn)生異常噪音，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致機(jī)械受損等問題。考慮到空調(diào)、空氣凈化器等家庭生活應(yīng)用領(lǐng)域?qū)﹄姍C(jī)轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性要求要顯著高于轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)精度，在一定條件下中止閉環(huán)調(diào)速過程是合理的，可以避免電機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種無刷電機(jī)閉環(huán)調(diào)速裝置及方法，解決電機(jī)轉(zhuǎn)速因控制參數(shù)持續(xù)調(diào)整而不穩(wěn)的問題。
[0004]本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題:
一種無刷電機(jī)閉環(huán)調(diào)速裝置，包括:
獲取單元，用于獲取電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速；
檢測(cè)單元，用于獲取電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速；
記錄單元，用于記錄一段時(shí)間內(nèi)所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速與當(dāng)前轉(zhuǎn)速及其差值；
調(diào)速單元，用于根據(jù)所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速和當(dāng)前轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)電機(jī)控制參數(shù)，使所述當(dāng)前轉(zhuǎn)速逐步達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速；
判斷單元，用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)速差值的絕對(duì)值大小設(shè)置不同的分?jǐn)?shù)或權(quán)重，計(jì)算所述時(shí)間內(nèi)分?jǐn)?shù)總和或加權(quán)和，并據(jù)此決定是否繼續(xù)調(diào)整電機(jī)控制參數(shù)；
控制與驅(qū)動(dòng)單元，用于根據(jù)所述電機(jī)控制參數(shù)向電機(jī)的各相線圈施加驅(qū)動(dòng)電壓。
[0005]進(jìn)一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述控制參數(shù)包括電機(jī)線電壓。
[0006]進(jìn)一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述調(diào)速單元還包括目標(biāo)轉(zhuǎn)速與當(dāng)前轉(zhuǎn)速差值的比例計(jì)算單元、積分計(jì)算單元和微分計(jì)算單元中的部分或全部。
[0007]進(jìn)一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述判斷單元根據(jù)所述轉(zhuǎn)速差值的絕對(duì)值大小設(shè)置不同的權(quán)重，且所設(shè)置的權(quán)重與轉(zhuǎn)速差值的絕對(duì)值呈正比關(guān)系。
[0008]進(jìn)一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述判斷單元根據(jù)所述轉(zhuǎn)速差值的絕對(duì)值大小設(shè)置不同的分?jǐn)?shù)，且所設(shè)置的分?jǐn)?shù)與轉(zhuǎn)速差值的絕對(duì)值呈反比關(guān)系。
[0009]本發(fā)明還提供了一種上述無刷電機(jī)閉環(huán)調(diào)速裝置的調(diào)速方法，所述方法包括: 獲取電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和當(dāng)前轉(zhuǎn)速；
記錄一段時(shí)間內(nèi)所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速與當(dāng)前轉(zhuǎn)速及其差值；
根據(jù)所述轉(zhuǎn)速差值的絕對(duì)值大小設(shè)置不同的分?jǐn)?shù)或權(quán)重，計(jì)算所述時(shí)間內(nèi)分?jǐn)?shù)總和或加權(quán)和；
根據(jù)所述分?jǐn)?shù)總和或加權(quán)和決定是否繼續(xù)調(diào)整電機(jī)控制參數(shù):當(dāng)所述分?jǐn)?shù)總和或加權(quán)和滿足鎖定條件時(shí)，所述控制參數(shù)被鎖定，不再調(diào)整；當(dāng)所述分?jǐn)?shù)總和或加權(quán)和滿足解鎖條件時(shí)，所述控制參數(shù)的調(diào)整才能繼續(xù)進(jìn)行；
當(dāng)允許對(duì)所述控制參數(shù)進(jìn)行調(diào)整時(shí)，調(diào)節(jié)電機(jī)的控制參數(shù)，使當(dāng)前轉(zhuǎn)速逐漸達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速；當(dāng)不允許對(duì)所述控制參數(shù)進(jìn)行調(diào)整時(shí)，保持所述控制參數(shù)不變。
[0010]進(jìn)一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述控制參數(shù)包括電機(jī)線電壓。
[0011]進(jìn)一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述控制參數(shù)的調(diào)整采用PID方法； 進(jìn)一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述方法還包括:
所設(shè)置的權(quán)重與轉(zhuǎn)速差值的絕對(duì)值呈正比關(guān)系；
以及，設(shè)定第一數(shù)值和第二數(shù)值，且所述第一數(shù)值小于第二數(shù)值；將所述鎖定條件設(shè)定為加權(quán)和小于第一數(shù)值，及將所述解鎖條件設(shè)定為加權(quán)和大于數(shù)值第二數(shù)值。
[0012]進(jìn)一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述方法還包括:
所設(shè)置的分?jǐn)?shù)與轉(zhuǎn)速差值的絕對(duì)值呈反比關(guān)系；
以及，設(shè)定第三數(shù)字和第四數(shù)字，且所述第三數(shù)值大于第四數(shù)值；將所述鎖定條件設(shè)定為分?jǐn)?shù)總和大于第三數(shù)值，及將所述解鎖條件設(shè)定為分?jǐn)?shù)總和小于第四數(shù)值。
[0013]本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，能產(chǎn)生如下技術(shù)效果:
本發(fā)明所提供的無刷電機(jī)閉環(huán)調(diào)速裝置及方法，采用記錄一段時(shí)間內(nèi)電機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速與當(dāng)前轉(zhuǎn)速及其差值，據(jù)此判斷是否繼續(xù)調(diào)節(jié)控制參數(shù):當(dāng)轉(zhuǎn)速差值的記錄值滿足一定條件時(shí)，鎖定電機(jī)控制參數(shù)，以使電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定；當(dāng)轉(zhuǎn)速差值的記錄值滿足另一個(gè)條件時(shí)，允許繼續(xù)調(diào)節(jié)電機(jī)控制參數(shù)，可得電機(jī)適應(yīng)速度指令、負(fù)載等變化的要求，并及時(shí)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速。從而使電機(jī)轉(zhuǎn)速避免因持續(xù)的參數(shù)調(diào)整而不穩(wěn)，采用有條件鎖定控制參數(shù)并中止閉環(huán)調(diào)速過程的方式，解決電機(jī)轉(zhuǎn)速因控制參數(shù)持續(xù)調(diào)整而不穩(wěn)的問題。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制中。
【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種無刷電機(jī)閉環(huán)調(diào)速裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種無刷電機(jī)閉環(huán)調(diào)速裝置中權(quán)重設(shè)置曲線。
[0017]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種無刷電機(jī)閉環(huán)調(diào)速裝置中分?jǐn)?shù)設(shè)置曲線。
[0018]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種無刷電機(jī)閉環(huán)調(diào)速方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。應(yīng)當(dāng)明確，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0020]本發(fā)明實(shí)施例一提供了一種無刷電機(jī)閉環(huán)調(diào)速裝置，如圖1所示，所述裝置包括:獲取單元110、檢測(cè)單元130、記錄單元120、調(diào)速單元150、判斷單元140、控制與驅(qū)動(dòng)單元160和無刷電機(jī)170。
[0021]記錄單元120記錄一段時(shí)間內(nèi)由獲取單元110獲取的電機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速和由檢測(cè)單元130獲取的電機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速及其差值；判斷單元140根據(jù)所述轉(zhuǎn)速差值的絕對(duì)值大小設(shè)置不同的分?jǐn)?shù)或權(quán)重，計(jì)算所述時(shí)間內(nèi)所述轉(zhuǎn)速差值的分?jǐn)?shù)總和或加權(quán)和，并據(jù)此決定是否繼續(xù)調(diào)整電機(jī)控制參數(shù):當(dāng)所述分?jǐn)?shù)總和或加權(quán)和滿足鎖定條件時(shí)，所述控制參數(shù)被鎖定，不再調(diào)整；當(dāng)所述分?jǐn)?shù)總和或加權(quán)和滿足解鎖條件時(shí)，所述控制參數(shù)的調(diào)整才能繼續(xù)進(jìn)行；當(dāng)所述控制參數(shù)允許調(diào)整時(shí)，調(diào)速單元150采用PID方法調(diào)節(jié)所述控制參數(shù)，控制與驅(qū)動(dòng)單元160根據(jù)所述調(diào)速單元150調(diào)節(jié)后的控制參數(shù)向無刷電機(jī)170的各相線圈施加驅(qū)動(dòng)電壓。
[0022]如圖2所示，根據(jù)所述轉(zhuǎn)速差值的絕對(duì)值大小設(shè)置不同的權(quán)重，將權(quán)重與轉(zhuǎn)速差值的絕對(duì)值設(shè)置為呈正比關(guān)系，絕對(duì)值越小，權(quán)重越??；絕對(duì)值越大，權(quán)重越大；考慮到實(shí)際過程的計(jì)算溢出問題，為權(quán)重設(shè)置一個(gè)上限。根據(jù)所設(shè)置的權(quán)重，計(jì)算所述時(shí)間內(nèi)所述轉(zhuǎn)速差值絕對(duì)值結(jié)合加權(quán)和，據(jù)此來設(shè)置所述鎖定條件和解鎖條件:所述鎖定條件可以是所述加權(quán)和小于所設(shè)定的第一數(shù)值I ;所述解鎖條件可以是所述加權(quán)和大于所設(shè)定的第二數(shù)值2 ;所述第一數(shù)值I小于所述第二數(shù)值2。
[0023]如圖3所示，根據(jù)所述轉(zhuǎn)速差值的絕對(duì)值大小設(shè)置不同的分?jǐn)?shù)，將分?jǐn)?shù)與轉(zhuǎn)速差值的絕對(duì)值設(shè)置為呈反比關(guān)系，絕對(duì)值越小，分?jǐn)?shù)越大；絕對(duì)值越大，分?jǐn)?shù)越小。為計(jì)算方便，圖3中根據(jù)轉(zhuǎn)速差值的絕對(duì)值大小設(shè)置了 6種分?jǐn)?shù)，當(dāng)絕對(duì)值超過一定數(shù)值時(shí)，分?jǐn)?shù)為零。根據(jù)所設(shè)置的分?jǐn)?shù)，計(jì)算所述時(shí)間內(nèi)所述轉(zhuǎn)速差值絕對(duì)