專利名稱：馬達控制方法
技術領域：
本發(fā)明有關一種馬達控制方法，且特別是有關一種以速度曲線作為控制指令的馬 達控制方法。
背景技術：
馬達的發(fā)明促成全球工業(yè)革命的爆發(fā)。以電動馬達為例，電動馬達將電能轉(zhuǎn)化成 機械能，并可再使用機械能產(chǎn)生動能，用來驅(qū)動其它裝置的電氣設備。在馬達運轉(zhuǎn)的控制中，馬達的轉(zhuǎn)速、位移量等參數(shù)是基本的控制參數(shù)。然而，在傳 統(tǒng)的馬達控制系統(tǒng)中，馬達必須急遽加速以達成目標轉(zhuǎn)速。當馬達接近目標位移量時，卻又 必須急遽減速。使得馬達的運轉(zhuǎn)相當不平順，經(jīng)常造成震動等現(xiàn)象。并且，在傳統(tǒng)控制方法中，當馬達采用定點數(shù)運算器時，所有計算過程的小數(shù)點將 會被舍棄，將造成運算的誤差。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種馬達控制方法，其利用速度曲線的設計，使得馬達可以 平順的運轉(zhuǎn)，且可降低運算的誤差。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提出一種馬達控制方法。馬達控制方法包括以下步驟。在 一加速時間區(qū)間中，以一第一速度曲線增加馬達的一轉(zhuǎn)速至一最高轉(zhuǎn)速值。在一等速時間 區(qū)間中，維持轉(zhuǎn)速為最高轉(zhuǎn)速值。在一減速時間區(qū)間中，以一第二速度曲線降低轉(zhuǎn)速至零。 其中，第一速度曲線及第二速度曲線于對應時間點之合相關于最高轉(zhuǎn)速值。
為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下面將配合附圖對本發(fā)明的較佳實施例作 詳細說明，其中圖1繪示馬達的位移曲線圖；圖2繪示馬達的速度曲線圖；圖3繪示馬達的加速度曲線圖；圖4繪示馬達的加加速度曲線圖；圖5繪示總位移補償量的示意圖；圖6繪示等速型馬達的速度曲線圖；圖7繪示本實施例馬達的速度曲線圖；圖8繪示本實施例馬達的第二速度曲線與未進行補償?shù)牡诙俣惹€的比較圖；圖9繪示本實施例馬達的第二速度曲線與未采用等面積法的第二速度曲線的比 較圖；以及圖10繪示本發(fā)明較佳實施例的馬達控制方法的流程圖。
具體實施例方式以下提出一實施例進行詳細說明，實施例僅用以作為范例說明，并不會限縮本發(fā) 明欲保護的范圍。此外，實施例中的附圖是省略不必要的元件，以清楚顯示本發(fā)明的技術特點。請參照同時參照圖1 圖4。圖1繪示馬達的位移曲線圖，圖2繪示馬達的速度曲 線圖，圖3繪示馬達的加速度曲線圖，圖4繪示馬達的加加速度曲線圖。其中，馬達的位移 曲線X是馬達的速度曲線V的積分，馬達的速度曲線V是馬達的加速度曲線A的積分，馬達 的加速度曲線A是馬達的加加速度曲線J的積分。反的，馬達的加加速度曲線J是馬達的 加速度曲線A的微分，馬達的加速度曲線A是馬達的速度曲線V的微分，馬達的速度曲線V 是馬達的位移曲線X的微分。如圖1 圖4所示，時間軸主要分為第一子時間區(qū)間Pl (時間點TO 時間點Tl)、 第二子時間區(qū)間P2 (時間點Tl 時間點T2)、第三子時間區(qū)間P3 (時間點T2 時間點T3)、 第四子時間區(qū)間P4 (時間點T3 時間點T4)、第五子時間區(qū)間P5 (時間點T4 時間點T5)、 第六子時間區(qū)間P6(時間點T5 時間點T6)及第七子時間區(qū)間P7(時間點T6 時間點 T7)。在第一子時間區(qū)間Pl中，加加速度曲線J維持于最高加加速度值Jmax，加速度曲 線A則直線上升至最高加速度值Amax，速度曲線V及位移曲線X也逐步上升。在第二子時間區(qū)間P2中，加加速度曲線J維持于0，加速度曲線A則維持于最高加 速度值Amax，速度曲線V及位移曲線X也逐步上升。在第三子時間區(qū)P3間中，加加速度曲線J維持于最低加加速度值-Jmax，加速度曲 線A直線下降至0，速度曲線V逐步上升至最高轉(zhuǎn)速值Vmax，位移曲線X則逐步上升。在第四子時間區(qū)間P4中，加加速度曲線J維持于0，加速度曲線A維持于0，速度 曲線V維持于最高轉(zhuǎn)速值Vmax，位移曲線X則逐步上升。在第五子時間區(qū)間P5中，速度曲線V逐步下降，位移曲線X則逐步上升。在第六子時間區(qū)間P6中，速度曲線V逐步下降，位移曲線X則逐步上升。在第七子時間區(qū)間P7中，速度曲線V逐步下降至0，位移曲線X則逐步上升。其中，第一子時間區(qū)間P1、第三子時間區(qū)間P3、第五子時間區(qū)間P5及第七子時間 區(qū)間P7的長度相等，且第二子時間區(qū)間P2及第六子時間區(qū)間P6的長度相等。第一 第三子時間區(qū)間Pl P3定義為一加速時間區(qū)間P10，第四子時間區(qū)間P4 定義為一等速時間區(qū)間P20，第五 第七子時間區(qū)P5 P7間定義為一減速時間區(qū)間P30。 加速時間區(qū)間PlO的長度等于減速時間區(qū)間P30的長度。加速時間區(qū)間PlO的速度曲線V 定義為第一速度曲線VI，減速時間區(qū)間P30的速度曲線V定義為第二速度曲線V2。第一速 度曲線Vl及第二速度曲線V2皆為S型曲線。在本實施例中，第一速度曲線Vl及第二速度曲線V2于對應時間點之合等于最高 轉(zhuǎn)速值Vmax及平均補償轉(zhuǎn)速值之合(平均補償轉(zhuǎn)速值說明于后段內(nèi)容)。也就是說，第五 第七子時間區(qū)間P5 P7的第二速度曲線V2是依據(jù)第一 第四子時間區(qū)間Pl P4的第 一速度曲線Vl及平均補償轉(zhuǎn)速值來推估(平均補償轉(zhuǎn)速值說明于后段內(nèi)容)。在控制過程中，不需要對第五 第七子時間區(qū)間P5 P7的加加速度曲線J及加 速度曲線A作控制，故不予以繪出。
前面所述的平均補償轉(zhuǎn)速值，其是由總位移補償量C所求得。請參照圖5，其繪示 總位移補償量C的示意圖。當馬達采用定點數(shù)運算器時，其計算精度僅能到達整數(shù)，所有計 算過程的小數(shù)點將會被舍棄，而造成運算的誤差。舉例來說，馬達是通過位移測定器測定馬 達的位移量，位移測定器是以脈波數(shù)(pulse)來表示馬達的位移量。若使用者設定馬達的 預定總位移為20000脈波數(shù)，且設定馬達的轉(zhuǎn)速為1000圈數(shù)/每分鐘(rev/60s ；rpm)，且 位移測定器執(zhí)行一次循環(huán)(INT cycle)需要400微秒(μ s)，則可計算出位移測定器路執(zhí)行 一次循環(huán)所需增加的位移量，如第(1)式。
權利要求
1.一種馬達控制方法，包括在一加速時間區(qū)間中，以一第一速度曲線增加該馬達的一轉(zhuǎn)速至一最高轉(zhuǎn)速值；在一等速時間區(qū)間中，維持該轉(zhuǎn)速為該最高轉(zhuǎn)速值；以及在一減速時間區(qū)間中，以一第二速度曲線降低該轉(zhuǎn)速至零；其中，該第一速度曲線及該第二速度曲線于對應時間點之合相關于該最高轉(zhuǎn)速值。
2.根據(jù)權利要求1所述的馬達控制方法，其特征在于，還包括 提供一設定界面，供一使用者設定該馬達的一預定總位移；以及依據(jù)該預定總位移、該最高轉(zhuǎn)速值、該加速時間區(qū)間、該等速時間區(qū)間及該減速時間區(qū) 間，獲得一平均補償轉(zhuǎn)速值； 其中，該第一速度曲線及該第二速度曲線于對應時間點之合等于該最高轉(zhuǎn)速值與該平 均補償轉(zhuǎn)速值之合。
3.根據(jù)權利要求1所述的馬達控制方法，其特征在于，該加速時間區(qū)間分為一第一子 時間區(qū)間、一第二子時間區(qū)間及一第三子時間區(qū)間，在該加速時間區(qū)間增加該轉(zhuǎn)速的步驟 還包括在該第一子時間區(qū)間中，以一第一加加速度增加該轉(zhuǎn)速； 在該第二子時間區(qū)間中，以一第二加加速度維持該轉(zhuǎn)速；以及 在該第三子時間區(qū)間中，以一第三加加速度降低該轉(zhuǎn)速。
4.根據(jù)權利要求3所述的馬達控制方法，其特征在于，在該第一子時間區(qū)間中，該第一 加加速度固定不變；在該第二子時間區(qū)間中，該第二加加速度固定不變；并且 在該第三子時間區(qū)間中，該第三加加速度固定不變。
5.根據(jù)權利要求3所述的馬達控制方法，其特征在于，該第一加加速度大于零，該第二 加加速度等于零，該第三加加速度小于零。
6.根據(jù)權利要求3所述的馬達控制方法，其特征在于，還包括提供一設定界面，供一使用者設定該第一子時間區(qū)間及該第二子時間區(qū)間。
7.根據(jù)權利要求1所述的馬達控制方法，其特征在于，該第一加加速度的絕對值等于 該第二加加速度的絕對值。
8.根據(jù)權利要求1所述的馬達控制方法，其特征在于，該加速時間區(qū)間的長度等于該 減速時間區(qū)間的長度。
9.根據(jù)權利要求1所述的馬達控制方法，其特征在于，該第一速度曲線及該第二速度 曲線皆為S型曲線。
10.根據(jù)權利要求1所述的馬達控制方法，其特征在于，該第一速度曲線及該第二速度 曲線的運算是以一定點數(shù)運算器進行運算，該定點數(shù)運算器先放大運算的數(shù)值一倍數(shù)，再 縮小運算的數(shù)值該倍數(shù)的方式進行運算。
全文摘要
本發(fā)明是一種馬達控制方法。馬達控制方法包括以下步驟。在一加速時間區(qū)間中，以一第一速度曲線增加馬達的一轉(zhuǎn)速至一最高轉(zhuǎn)速值。在一等速時間區(qū)間中，維持轉(zhuǎn)速為最高轉(zhuǎn)速值。在一減速時間區(qū)間中，以一第二速度曲線降低轉(zhuǎn)速至零。其中，第一速度曲線及第二速度曲線于對應時間點之合相關于最高轉(zhuǎn)速值。此方法可進一步供使用者可彈性地設定設定加加速度的變化時間點，且不犧牲馬達與其連結機構的運轉(zhuǎn)平順度。
文檔編號H02P29/00GK101997480SQ20091016373
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月12日 優(yōu)先權日2009年8月12日
發(fā)明者張哲明 申請人:東元電機股份有限公司