[發明專利]電機的脈沖濾波系統、脈沖濾波方法及其控制系統

有效

• 申請號: 201510554410.5
• 申請日: 2015-09-01
• 公開（公告）號: CN105141203B
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 楊照輝;聶強;劉海桂
• 申請（專利權）人: 深圳市高川自動化技術有限公司
• 主分類號: H02P8/14
• 分類號: H02P8/14
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

本發明公開了電機的脈沖濾波系統、脈沖濾波方法及其控制系統。其中，脈沖濾波系統包括計數模塊、曲線設計模塊和數字式頻率發生器，由計數模塊緩存控制電機轉動的脈沖，記錄未發出的脈沖數量；由曲線設計模塊根據濾波參數、預設轉速變化曲線和未發出的脈沖數產生出當前脈沖的頻率，使最終輸出的脈沖序列符合預設的變化曲線，從而使電機的轉速變化連續；并由數字式頻率發生器根據曲線設計模塊給定的脈沖頻率輸出脈沖信號、并根據緩存的脈沖方向輸出方向信號，精確控制電機轉動速度和轉動方向，使電機的轉速平滑變化，從而使電機的速度為會突變，使電機運行平衡，振動更小。

技術領域

本發明涉及電機控制技術領域，特別涉及一種電機的脈沖濾波系統、脈沖濾波方法及其控制系統。

背景技術

電機是指依據電磁感應定律實現電能的轉換或傳遞的一種電磁裝置，其主要作用是用于產生驅動轉矩，作為電器或各種機械的動力源。在多數自動化設備應用中，電機需要從一個角度快速轉到另一個角度，帶動外部部件從另一個點快速運動到另一個點，在工作時，電機一直在處于頻繁加速和減速的工作狀態。

在高速高精度的運動控制系統中，通過脈沖和方向控制電機運動是最常用的一種方式。由負責運動控制的控制器輸出脈沖到電機驅動器，控制電機的運動。每一個脈沖對應旋轉電機運轉一個角度，由于電機對脈沖序列的連續性要求很高，如果給出的速度指令有突變（即脈沖序列的連續性不好）、則會引起外部部件運行的振動，甚至導致外部部件位置的偏差，影響加工效果。

因而現有技術還有待改進和提高。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足之處，本發明的目的在于提供電機的脈沖濾波系統、脈沖濾波方法及其控制系統，能使電機的轉速平滑變化。

為了達到上述目的，本發明采取了以下技術方案：

一種電機的脈沖濾波系統，其包括：

計數模塊，用于緩存用于控制電機轉動的脈沖，記錄未發出的脈沖數量；

曲線設計模塊，用于根據預設濾波參數、預設轉速變化曲線和未發出的脈沖數產生出當前脈沖的頻率，使最終輸出的脈沖序列符合預設的變化曲線，從而使電機的轉速變化連續；

數字式頻率發生器，根據曲線設計模塊給定的當前脈沖頻率輸出脈沖信號、并根據緩存的脈沖方向輸出方向信號，精確控制電機的轉動速度和轉動方向，使電機的轉速平滑變化。

所述的電機的脈沖濾波系統中，所述計數模塊包括：第一加法器、選擇器、2-4譯碼器、非門、或門和第一D觸發器；所述2-4譯碼器根據輸入脈沖和輸出脈沖是否有效輸出對應的控制信號；當輸入脈沖或者輸出脈沖有效時，所述或門輸出1至第一D觸發器，所述選擇器根據控制信號判斷輸入脈沖或輸出脈沖的方向；所述第一加法器根據選擇器的判斷結果對其輸出的計數值加1或者減1，并由第一D觸發器鎖存加或減后的結果后輸出計數值；當輸入脈沖和輸出脈沖均有效時，及輸入脈沖和輸出脈沖均無效時，第一D觸發器不動作。

所述的電機的脈沖濾波系統中，所述曲線設計模塊包括乘法器和第二加法器，所述乘法器用于將第一D觸發器輸出的計數值和cof寄存器設置的曲線斜率相乘，第二加法器用于將乘法器的輸出結果與offset寄存器設置的曲線起跳點相加后輸出變化平滑的轉速驅動信號。

所述的電機的脈沖濾波系統中，所述數字式頻率發生器包括第三加法器、第二D觸發器和比較器，所述第三加法器用于根據轉速驅動信號的脈沖數量循環自加、并輸出脈沖信號，所述比較器根據計數模塊輸出的計數值判斷脈沖信號的方向，輸出相應方向的輸出方向信號；所述第二D觸發器鎖存第三加法器的輸出結果。

一種電機的脈沖濾波系統的脈沖濾波方法，其包括：

由計數模塊緩存控制電機轉動的脈沖，記錄未發出的脈沖數量；