[發(fā)明專利]一種送絲速度實時調(diào)節(jié)方法

有效

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• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112676679B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發(fā)明（設計）人: 王毅;王天雨;邵子立;秦志偉;申兆巖;劉鐸
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: B23K9/133
• 分類號: B23K9/133;B23K9/10
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產(chǎn)權代理有限公司 11250
• 代理人: 劉靜

1.一種送絲速度實時調(diào)節(jié)方法，其特征在于，包括如下步驟：

根據(jù)電機反電動勢和電機轉速的對應關系，基于反饋電路獲取送絲電機的反電動勢，獲取驅動送絲電機當前的轉速；

采用嵌入式CPU分時驅動送絲電機的方式，控制送絲電機狀態(tài)轉換以及轉速調(diào)節(jié)，包括：

嵌入式CPU內(nèi)部設置2個定時器，分別輸出頻率不同的狀態(tài)轉換PWM波形和轉速控制PWM波形，狀態(tài)轉換PWM波形為占空比固定為50％，轉速控制PWM波形的頻率與送絲電機驅動開關頻率匹配，輸出至電機驅動波形為狀態(tài)轉換PWM波形和轉速控制PWM波形的兩個脈寬波形的疊加，來控制送絲電機狀態(tài)轉換以及轉速調(diào)節(jié)；

基于時序對齊的PID調(diào)節(jié)算法對送絲速度進行實時調(diào)節(jié)，包括：

設當前波形周期為第k個周期，在分時驅動的時序邏輯圖中，t1時刻為驅動波形撤除時刻；設置延遲參數(shù)T_delay用于等待送絲電機狀態(tài)穩(wěn)定后再進行ADC的采集，開始ADC采集的時刻為t2，ADC采集耗時T_ADC，在t3時刻ADC采集結束，開始計算當前轉速R_k，結合給定轉速R_target以及上周期輸出的PWM脈寬數(shù)值PWM_k-1，采用PID調(diào)節(jié)算法得出本周期需輸出的PWM脈寬數(shù)值，t4時刻將算得的PWM脈寬數(shù)值PWM_k輸出至嵌入式CPU的定時器，t5時刻即下一波形周期的t1時刻，以此不斷循環(huán)；

如果計算第k個周期的PWM_k的時長T_PID未超出狀態(tài)轉換PWM波形中低電平的輸出截止時間T_deadline，得出PWM_k的時刻未超過t4時刻，此時保持PID算法中的參數(shù)P_normal，I_normal以及D_normal不改變，繼續(xù)用于PWM_k+1的計算；

如果計算第k個周期的PWM_k的時長T_PID超出狀態(tài)轉換PWM波形中低電平的輸出截止時間T_deadline，得出PWM_k的時刻超過了t4時刻，應用新的PID調(diào)節(jié)參數(shù)P_delay，I_delay以及D_delay，三者的值根據(jù)給定轉速R_target轉速與實際轉速的誤差確定；

設置參數(shù)ADC_version、PWM_version分別記錄每次ADC采集所處的波形周期以及每次使用PID算法計算PWM脈寬數(shù)值時所處的波形周期，每次進行完ADC的采集，則ADC_version自增1；每次進行完PWM脈寬數(shù)值的計算，則PWM_version自增1，當t4時刻來到，判斷ADC_version與PWM_version是否相等來確定在下一波形周期計算輸出的PWM脈寬時的參數(shù)。

2.根據(jù)權利要求1的送絲速度實時調(diào)節(jié)方法，其特征在于，反饋電路包括依次連接的電阻分壓電路、電壓跟隨器以及低通RC濾波電路，電阻分壓電路與送絲電機連接，低通RC濾波電路與ADC采集模塊連接。

3.根據(jù)權利要求2的送絲速度實時調(diào)節(jié)方法，其特征在于，在一個波形周期內(nèi)，狀態(tài)轉換PWM波形中前一半時間輸出低電平，后一半時間輸出高電平，低電平時間段利用ADC采集轉速反饋信號，高電平時間段輸出轉速控制PWM。

4.根據(jù)權利要求1所述的送絲速度實時調(diào)節(jié)方法，其特征在于，當ADC_version＝PWM_version時，下一波形周期計算輸出的PWM脈寬時PID算法中采用參數(shù)P_normal，I_normal以及D_normal；當ADC_version＝PWM_version+1時，下一波形周期計算輸出的PWM脈寬時PID算法中采用參數(shù)P_delay，I_delay以及D_delay。