本發(fā)明涉及一種馬達(dá)控制技術(shù)，尤其涉及一種具有多種控制模式的馬達(dá)裝置及馬達(dá)控制方法。

背景技術(shù)：

一般來說，伺服馬達(dá)通常具有位置(角度)可控、速度可控以及電流(扭力)可控的特性。然而，現(xiàn)行的伺服馬達(dá)控制技術(shù)通常一次只能針對位置(角度)、速度以及電流(扭力)中的其中一個進行控制，而無法針對位置(角度)、速度以及電流(扭力)中的至少二個同時進行控制。

舉例來說，當(dāng)伺服馬達(dá)在運行中遭遇到障礙物而導(dǎo)致其運行速度下降時，通常會加大伺服馬達(dá)的電流(扭力)以使伺服馬達(dá)的運行速度維持在用戶所設(shè)定的速度上。然而，加大伺服馬達(dá)的電流可能會發(fā)生過電流的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致伺服馬達(dá)被停機以避免毀損。于此情況下，伺服馬達(dá)必須再次重新啟動。另外，于上述情況中，即使加大伺服馬達(dá)的電流并未導(dǎo)致過電流情況的發(fā)生，但是在伺服馬達(dá)遇到障礙物情況下(例如伺服馬達(dá)撞到人的情況)，加大伺服馬達(dá)的電流(扭力)極可能導(dǎo)致危險的發(fā)生。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種馬達(dá)裝置及馬達(dá)控制方法，可針對馬達(dá)裝置的馬達(dá)模塊的位置(角度)、速度以及電流(扭力)中的至少二個同時進行控制，可增加馬達(dá)裝置在使用上的安全性。

本發(fā)明的馬達(dá)控制方法包括以下步驟。通過傳感器模塊來感測馬達(dá)模塊的實際速度值與實際角度值。通過速度運算電路根據(jù)實際角度值、設(shè)定角度值以及設(shè)定速度值進行運算以取得速度曲線。通過速度調(diào)控電路將調(diào)整速度值保持在速度曲線上。當(dāng)馬達(dá)模塊反應(yīng)于一事件而致使實際速度值改變時，通過速度調(diào)控電路判斷是否改變調(diào)整速度值，以使調(diào)整速度值追蹤實際速度 值。通過回授控制電路根據(jù)調(diào)整速度值與實際速度值的速度差值進行運算以提供控制信號。通過電流控制電路將控制信號轉(zhuǎn)換為電流以驅(qū)動馬達(dá)模塊，以使實際速度值保持在調(diào)整速度值。在上述事件結(jié)束后，通過速度調(diào)控電路將調(diào)整速度值與實際速度值重新保持在速度曲線上。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的控制方法還包括以下步驟。通過傳感器模塊來感測馬達(dá)模塊的實際電流值。當(dāng)馬達(dá)模塊反應(yīng)于上述事件而致使實際速度值下降且實際電流值上升至限制電流值時，通過回授控制電路根據(jù)限制電流值而改變回授控制電路的至少一設(shè)定參數(shù)，以使控制信號進入飽和狀態(tài)而將實際電流值維持在限制電流值。

本發(fā)明的馬達(dá)控制方法包括以下步驟。通過傳感器模塊來感測馬達(dá)模塊的實際速度值與實際電流值。通過速度調(diào)控電路將調(diào)整速度值保持在設(shè)定速度值或速度曲線上。通過回授控制電路根據(jù)調(diào)整速度值與實際速度值的速度差值進行運算以提供控制信號。通過電流控制電路將控制信號轉(zhuǎn)換為電流以驅(qū)動馬達(dá)模塊，以使實際速度值保持在調(diào)整速度值。當(dāng)馬達(dá)模塊反應(yīng)于一事件而致使實際速度值下降且實際電流值上升至限制電流值時，通過回授控制電路根據(jù)限制電流值而改變回授控制電路的至少一設(shè)定參數(shù)，以使控制信號進入飽和狀態(tài)而將實際電流值維持在限制電流值。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的控制方法還包括以下步驟。當(dāng)控制信號進入飽和狀態(tài)而將實際電流值維持在限制電流值時，通過速度調(diào)控電路改變調(diào)整速度值以追蹤實際速度值，以使控制信號脫離飽和狀態(tài)而使實際電流值下降。

本發(fā)明的馬達(dá)裝置包括馬達(dá)模塊、傳感器模塊、速度運算電路、速度調(diào)控電路、回授控制電路以及電流控制電路。傳感器模塊用以感測馬達(dá)模塊的實際速度值與實際角度值。速度運算電路耦接到傳感器模塊，用以根據(jù)實際角度值、設(shè)定角度值以及設(shè)定速度值進行運算以產(chǎn)生速度曲線。速度調(diào)控電路耦接到速度運算電路以接收速度曲線，且用以將調(diào)整速度值保持在速度曲線上?；厥诳刂齐娐否罱拥剿俣日{(diào)控電路以及傳感器模塊，用以根據(jù)調(diào)整速度值與實際速度值的速度差值進行運算以產(chǎn)生控制信號。電流控制電路耦接到回授控制電路以及馬達(dá)模塊，用以將控制信號轉(zhuǎn)換為電流以驅(qū)動馬達(dá)模塊，以使實際速度值保持在調(diào)整速度值。當(dāng)馬達(dá)模塊反應(yīng)于一事件而致使實際速 度值改變時，速度調(diào)控電路判斷是否改變調(diào)整速度值，以使調(diào)整速度值追蹤實際速度值。在上述事件結(jié)束后，速度調(diào)控電路將調(diào)整速度值與實際速度值重新保持在速度曲線上。

在本發(fā)明的一實施例中，于上述的馬達(dá)裝置中，傳感器模塊更用以感測馬達(dá)模塊的實際電流值。當(dāng)馬達(dá)模塊反應(yīng)于上述事件而致使實際速度值下降且實際電流值上升至限制電流值時，回授控制電路根據(jù)限制電流值而改變回授控制電路的至少一設(shè)定參數(shù)，以使控制信號進入飽和狀態(tài)而將實際電流值維持在限制電流值。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的回授控制電路為比例-積分-微分控制電路，且上述至少一設(shè)定參數(shù)包括比例增益參數(shù)、積分增益參數(shù)以及微分增益參數(shù)。

本發(fā)明的馬達(dá)裝置包括馬達(dá)模塊、傳感器模塊、速度調(diào)控電路、回授控制電路以及電流控制電路。傳感器模塊用以感測馬達(dá)模塊的實際速度值與實際電流值。速度調(diào)控電路用以將調(diào)整速度值保持在設(shè)定速度值或速度曲線上?；厥诳刂齐娐否罱拥剿俣日{(diào)控電路以及傳感器模塊，用以根據(jù)調(diào)整速度值與實際速度值的速度差值進行運算以產(chǎn)生控制信號。電流控制電路耦接到回授控制電路以及馬達(dá)模塊，用以將控制信號轉(zhuǎn)換為電流以驅(qū)動馬達(dá)模塊，以使實際速度值保持在調(diào)整速度值。當(dāng)馬達(dá)模塊反應(yīng)于一事件而致使實際速度值下降且實際電流值上升至限制電流值時，回授控制電路根據(jù)限制電流值而改變回授控制電路的至少一設(shè)定參數(shù)，以使控制信號進入飽和狀態(tài)而將實際電流值維持在限制電流值。

在本發(fā)明的一實施例中，當(dāng)上述的控制信號進入飽和狀態(tài)而將實際電流值維持在限制電流值時，速度調(diào)控電路改變調(diào)整速度值以追蹤實際速度值，以使控制信號脫離飽和狀態(tài)而使實際電流值下降。

基于上述，在本發(fā)明的馬達(dá)裝置及馬達(dá)控制方法，可針對馬達(dá)模塊的位置(角度)、速度以及電流(扭力)中的至少二個同時進行控制。如此一來，可在馬達(dá)裝置受到外力作用或遇到障礙物的情況下(例如馬達(dá)撞到人)，避免馬達(dá)模塊的電流(扭力)過高而損毀或是發(fā)生危險，故可確保馬達(dá)裝置在使用上的安全性。一旦上述外力作用或障礙物狀況解除之后，馬達(dá)模塊的實際速度值將可回復(fù)至設(shè)定速度值，以進行正常的運作。

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

圖1是依照本發(fā)明一實施例所顯示的馬達(dá)裝置的電路方框示意圖；

圖2是依照本發(fā)明一實施例所顯示的馬達(dá)控制方法的步驟流程示意圖；

圖3是依照本發(fā)明一實施例所顯示的速度曲線示意圖；

圖4是依照本發(fā)明一實施例所顯示的速度調(diào)控電路的內(nèi)部運作示意圖；

圖5是在對圖1的馬達(dá)模塊的角度以及速度同時進行控制時，調(diào)整速度值、實際速度值與速度曲線之間的關(guān)系示意圖；

圖6是依照本發(fā)明另一實施例所顯示的馬達(dá)控制方法的步驟流程示意圖；

圖7是在對圖1的馬達(dá)模塊的角度、速度以及電流同時進行控制時，調(diào)整速度值、實際速度值、控制信號、實際電流值以及限制電流值之間的關(guān)系示意圖；

圖8是依照本發(fā)明又一實施例所顯示的馬達(dá)控制方法的步驟流程示意圖。

附圖標(biāo)記：

10：處理電路

100：馬達(dá)裝置

110：馬達(dá)模塊

120：傳感器模塊

130：速度運算電路

140：速度調(diào)控電路

150：回授控制電路

160：電流控制電路

adj_s：調(diào)整速度值

ctr：控制信號

es：設(shè)定誤差值

ra：實際角度值

rc：實際電流值

rs：實際速度值

s200、s210、s220、s230、s240、s250、s400、s410、s420、s430、s440、s450、s460、s600、s610、s620、s630、s640、s650、s660、s800、s810、s820、s830、s840：馬達(dá)控制方法的步驟

sa：設(shè)定角度值

sc：限制電流值

scu：速度曲線

ss：設(shè)定速度值

ss1：加速度值

ss2：速度限制值

t0～t7、t11～t17：時間

具體實施方式

現(xiàn)將詳細(xì)參考本發(fā)明的示范性實施例，在附圖中說明所述示范性實施例的實例。另外，凡可能之處，在附圖及實施方式中使用相同標(biāo)號的元件/構(gòu)件代表相同或類似部分。

以下請參照圖1，圖1是依照本發(fā)明一實施例所顯示的馬達(dá)裝置100的電路方框示意圖。馬達(dá)裝置100可包括馬達(dá)模塊110、傳感器模塊120以及處理電路10。在本發(fā)明的一實施例中，傳感器模塊120可包括速度傳感器、位置傳感器或是電流傳感器，而馬達(dá)模塊110可為伺服馬達(dá)模塊，但本發(fā)明并不限于此。

在本發(fā)明的一實施例中，處理電路10可以是硬件、固件或是儲存在內(nèi)存而由微處理器(micro-processor)、微控制器(micro-controller)或是數(shù)字信號處理器(dsp)所加載執(zhí)行的軟件或機器可執(zhí)行程序代碼。若是采用硬件來實現(xiàn)，則處理電路10可以是由單一整合電路芯片所達(dá)成，也可以由多個電路芯片所完成，但本發(fā)明并不以此為限制。上述多個電路芯片或單一整合電路芯片可采用特殊功能集成電路(asic)或可程序化邏輯門陣列(fpga)來實現(xiàn)。而上述內(nèi)存可以是例如隨機存取內(nèi)存、只讀存儲器、閃存、硬盤或是光盤等等。

在本發(fā)明的一實施例中，如圖1所示，處理電路10可包括速度運算電路 130、速度調(diào)控電路140、回授控制電路150以及電流控制電路160，但本發(fā)明并不以此為限。速度運算電路130、速度調(diào)控電路140、回授控制電路150以及電流控制電路160可分別以電路芯片、固件或是軟件的方式來實現(xiàn)。在本發(fā)明的實施例中，處理電路10可用以對馬達(dá)模塊110的角度(位置)、速度以及電流(扭力)中的至少二個同時進行控制，以下將針對馬達(dá)裝置100的各種控制方法(控制模式)進行說明。

在本發(fā)明的一實施例中，可針對馬達(dá)模塊110的角度以及速度同時進行控制。以下請同時參照圖1與圖2，圖2是依照本發(fā)明一實施例所顯示的馬達(dá)控制方法的步驟流程示意圖，其中圖2的馬達(dá)控制方法可針對圖1的馬達(dá)模塊110的角度以及速度同時進行控制。首先，在步驟s200中，可通過傳感器模塊120來感測馬達(dá)模塊110的實際速度值rs與實際角度值ra。

接著，于步驟s210中，可通過速度運算電路130(處理電路10)根據(jù)實際角度值ra、設(shè)定角度值sa以及設(shè)定速度值ss進行運算以取得速度曲線scu，其中設(shè)定角度值sa以及設(shè)定速度值ss可分別為用戶所輸入的角度指令以及速度指令，但本發(fā)明不限于此。詳細(xì)來說，設(shè)定速度值ss可包括用以設(shè)定馬達(dá)模塊110的加速度值ss1以及速度限制值ss2，如圖3所示，速度曲線scu可為坐標(biāo)軸系統(tǒng)(例如速度-時間坐標(biāo)軸系統(tǒng))上的梯形曲線，其中速度曲線scu的最大速度值為速度限制值ss2，速度曲線scu的上升斜率值或下降斜率值即為加速度值ss1，且速度曲線scu與坐標(biāo)軸系統(tǒng)所圍繞的面積值則為設(shè)定角度值sa。

更進一步來說，在本發(fā)明的一實施例中，可根據(jù)式(1)來取得速度曲線scu，其中a為加速度值ss1，s為設(shè)定角度值sa與實際角度值ra的角度差值。

請再參照圖1與圖2，于步驟s220中，可通過速度調(diào)控電路140(處理電路10)將調(diào)整速度值adj_s保持在速度曲線scu上。之后，在步驟s230中，當(dāng)馬達(dá)模塊110反應(yīng)于一事件而致使實際速度值rs改變時，可通過速度調(diào)控電路140判斷是否改變調(diào)整速度值adj_s，以使調(diào)整速度值adj_s追蹤實際速度值rs。然后，于步驟s240中，可通過回授控制電路150(處理電路10)根據(jù)調(diào)整速度值adj_s與實際速度值rs之間的速度差值進行運算以提供控 制信號ctr。接著，在步驟s250中，可通過電流控制電路160(處理電路10)將控制信號ctr轉(zhuǎn)換為電流以驅(qū)動馬達(dá)模塊110，以使馬達(dá)模塊110的實際速度值rs保持在調(diào)整速度值adj_s。特別是，在上述事件結(jié)束后，可通過速度調(diào)控電路140將調(diào)整速度值adj_s與實際速度值rs重新保持在速度曲線scu上。

更進一步來說，以下請同時參照圖1、圖4與圖5，圖4是依照本發(fā)明一實施例所顯示的速度調(diào)控電路140的內(nèi)部運作示意圖，而圖5是在對圖1的馬達(dá)模塊110的角度以及速度同時進行控制時，調(diào)整速度值adj_s、實際速度值rs與速度曲線scu之間的關(guān)系示意圖。如圖5所示，于時間t0之前，速度調(diào)控電路140尚未取得速度曲線scu(或是用戶尚未輸入角度指令以及速度指令)，因此調(diào)整速度值adj_s、實際速度值rs與速度曲線scu處于未知的狀態(tài)。于時間t0時，速度調(diào)控電路140取得速度曲線scu。由于此時的調(diào)整速度值adj_s小于速度曲線scu所對應(yīng)的速度值，因此速度調(diào)控電路140可根據(jù)加速度值ss1(例如圖3所示)對調(diào)整速度值adj_s進行遞增(即加速，如圖4的步驟s400與步驟s410)，以使調(diào)整速度值adj_s于時間t0至?xí)r間t1之間趨近速度曲線scu，并使調(diào)整速度值adj_s于時間t1至?xí)r間t2之間保持在速度曲線scu上。

值得一提的是，于時間t0至?xí)r間t2(不含)之間，由于調(diào)整速度值adj_s與實際速度值rs之間的速度誤差值小于設(shè)定誤差值es(可由設(shè)計者依實際應(yīng)用或設(shè)計需求來設(shè)定)，因此可直接將調(diào)整速度值adj_s輸出至回授控制電路150(如圖4的步驟s430、步驟s440與步驟s460)，以接著執(zhí)行圖2的步驟s240以及步驟s250，從而使實際速度值rs可隨著調(diào)整速度值adj_s而趨近并保持在速度曲線scu上。可以理解的是，當(dāng)馬達(dá)模塊110的實際速度值rs保持在速度曲線scu上時，表示馬達(dá)模塊110正依據(jù)設(shè)定速度值ss進行運動。

于時間t2時，馬達(dá)模塊110因受到外力的作用而致使實際速度值rs上升，由于調(diào)整速度值adj_s與實際速度值rs之間的速度誤差值大于設(shè)定誤差值es(可由設(shè)計者依實際應(yīng)用或設(shè)計需求來設(shè)定)，因此可將實際速度值rs與設(shè)定誤差值es進行加法或減法運算以得到更新速度值，且將此更新速度值作為調(diào)整速度值adj_s(如圖4的步驟s450)，以使調(diào)整速度值adj_s追蹤實 際速度值rs。接著，可將改變后的調(diào)整速度值adj_s輸出并提供給回授控制電路150(如圖4的步驟s460)。在本發(fā)明的一實施例中，設(shè)計者可通過調(diào)整設(shè)定誤差值es的大小，以避免調(diào)整速度值adj_s與實際速度值rs的速度差異過大而導(dǎo)致過電流的情況發(fā)生。

在時間t2至?xí)r間t3之間，由于調(diào)整速度值adj_s大于速度曲線scu所對應(yīng)的速度值，因此速度調(diào)控電路140可根據(jù)加速度值ss1(例如圖3所示)對調(diào)整速度值adj_s進行遞減(即減速，如圖4的步驟s400與步驟s420)，以使調(diào)整速度值adj_s于時間t2至?xí)r間t3之間趨近速度曲線scu，并于時間t3至?xí)r間t4之間保持在速度曲線scu上。

值得一提的是，于時間t2(不含)至?xí)r間t4(不含)之間，由于調(diào)整速度值adj_s與實際速度值rs之間的速度誤差值小于設(shè)定誤差值es，因此可直接將調(diào)整速度值adj_s輸出至回授控制電路150(如圖4的步驟s430、步驟s440與步驟s460)，以接著執(zhí)行圖2的步驟s240以及步驟s250，從而使實際速度值rs可隨著調(diào)整速度值adj_s而趨近并保持在速度曲線scu上。

于時間t4至?xí)r間t5之間，馬達(dá)模塊110反應(yīng)于一事件(例如受到外力的作用或是遭遇到障礙物)而致使實際速度值rs大幅下降，由于調(diào)整速度值adj_s與實際速度值rs之間的速度誤差值大于設(shè)定誤差值es，因此可將實際速度值rs與設(shè)定誤差值es進行加法或減法運算以得到更新速度值，且將此更新速度值作為調(diào)整速度值adj_s(如圖4的步驟s450)，以使調(diào)整速度值adj_s持續(xù)地追蹤實際速度值rs。

于時間t5至?xí)r間t6之間，由于馬達(dá)模塊110的實際速度值rs已降至零，因此可將調(diào)整速度值adj_s維持在設(shè)定誤差值es，其中設(shè)定誤差值es不為零。而在時間t6之后，馬達(dá)模塊110所遭遇的上述事件(例如受到外力的作用或是遭遇到障礙物的狀況)解除，由于此時的調(diào)整速度值adj_s小于速度曲線scu所對應(yīng)的速度值，因此速度調(diào)控電路140可根據(jù)加速度值ss1(例如圖3所示)對調(diào)整速度值adj_s進行遞增(即加速，如圖4的步驟s400與步驟s410)，以使調(diào)整速度值adj_s于時間t6之后開始趨近速度曲線scu，并最終保持在速度曲線scu上。調(diào)整速度值adj_s于時間t6之后開始趨近速度曲線scu的運作類似于時間t0至?xí)r間t1之間的運作，故可參考時間t0至?xí)r間t1之間的運作說明，在此不再贅述。

在此值得一提的是，當(dāng)圖5的實際速度值rs的曲線與速度-時間坐標(biāo)軸系統(tǒng)所圍繞的面積值等于速度曲線scu與速度-時間坐標(biāo)軸系統(tǒng)所圍繞的面積值時，表示馬達(dá)模塊110的實際角度值ra已達(dá)到設(shè)定角度值sa。換句話說，此時的馬達(dá)裝置100已運動到用戶所設(shè)定的位置。

上述的實施例乃是針對馬達(dá)模塊110的角度以及速度同時進行控制，但本發(fā)明并不限于此。在本發(fā)明的另一實施例中，在針對馬達(dá)模塊110的角度及速度進行控制的同時，還可對馬達(dá)模塊110的電流進行控制。以下請同時參照圖1與圖6，圖6是依照本發(fā)明另一實施例所顯示的馬達(dá)控制方法的步驟流程示意圖，其中圖6的馬達(dá)控制方法是針對圖1的馬達(dá)模塊110的角度、速度以及電流同時進行控制。

首先，在步驟s600中，可通過傳感器模塊120來感測馬達(dá)模塊110的實際速度值rs、實際角度值ra以及實際電流值rc。接著，于步驟s610中，可通過速度運算電路130(處理電路10)根據(jù)實際角度值ra、設(shè)定角度值sa以及設(shè)定速度值ss進行運算以取得速度曲線scu。然后，于步驟s620中，可通過速度調(diào)控電路140(處理電路10)將調(diào)整速度值adj_s保持在速度曲線scu上。之后，在步驟s630中，當(dāng)馬達(dá)模塊110反應(yīng)于一事件而致使實際速度值rs改變時，可通過速度調(diào)控電路140判斷是否改變調(diào)整速度值adj_s，以使調(diào)整速度值adj_s追蹤實際速度值rs。然后，于步驟s640中，可通過回授控制電路150(處理電路10)根據(jù)調(diào)整速度值adj_s與實際速度值rs之間的速度差值進行運算以提供控制信號ctr。接著，在步驟s650中，可通過電流控制電路160(處理電路10)將控制信號ctr轉(zhuǎn)換為電流以驅(qū)動馬達(dá)模塊110，以使馬達(dá)模塊110的實際速度值rs保持在調(diào)整速度值adj_s。在圖6所示的控制方法中，步驟s610、步驟s620、步驟s630、步驟s640以及步驟s650分別類似于圖2的步驟s210、步驟s220、步驟s230、步驟s240以及步驟s250，故其實施細(xì)節(jié)可參酌上述圖2～圖5的相關(guān)說明，在此不再贅述。

而在步驟s660中，當(dāng)馬達(dá)模塊110反應(yīng)于一事件(例如遭遇到礙障物，但不限于此)而致使實際速度值rs下降且實際電流值rc上升至限制電流值sc時，可通過回授控制電路150根據(jù)限制電流值sc而改變回授控制電路150的至少一設(shè)定參數(shù)，以使控制信號ctr進入飽和狀態(tài)而將實際電流值rc維 持在限制電流值sc，其中限制電流值sc可為用戶所輸入的電流指令，用以限制馬達(dá)模塊110的最大輸出扭力，但本發(fā)明不限于此。在本發(fā)明的一實施例中，回授控制電路150可為比例-積分-微分控制電路(pidcontroller)，且上述至少一設(shè)定參數(shù)可包括比例增益參數(shù)(kp)、積分增益參數(shù)(ki)以及微分增益參數(shù)(kd)，但本發(fā)明并不以此為限。在本發(fā)明的另一實施例中，回授控制電路150也可以是比例-積分控制電路(picontroller)、比例-微分控制電路(pdcontroller)、比例控制電路(pcontroller)或是積分控制電路(icontroller)，其可依據(jù)實際應(yīng)用或設(shè)計需求而定。在本發(fā)明的又一實施例中，回授控制電路150也可采用領(lǐng)先-落后控制器(lead-lagcontroller)等其他類型的自動控制器來實現(xiàn)。

在上述事件結(jié)束后，可通過回授控制電路150改變上述至少一設(shè)定參數(shù)，以使控制信號ctr離開飽和狀態(tài)且使實際電流值rc下降，并使實際速度值rs上升并保持在調(diào)整速度值adj_s。

更進一步來說，以下請同時參照圖1與圖7，圖7是在對圖1的馬達(dá)模塊110的角度、速度以及電流同時進行控制時，調(diào)整速度值adj_s、實際速度值rs、控制信號ctr、實際電流值rc以及限制電流值sc之間的關(guān)系示意圖。如圖7所示，在時間t11之前，實際速度值rs實質(zhì)上等于調(diào)整速度值adj_s，此時，馬達(dá)裝置100處于穩(wěn)定狀態(tài)且依照速度曲線scu的速度進行運動。

而在時間t11時，馬達(dá)模塊110反應(yīng)于一事件(例如受到外力的作用或是遭遇到障礙物)而致使實際速度值rs下降。在此假設(shè)調(diào)整速度值adj_s與實際速度值rs之間的速度誤差值小于設(shè)定誤差值es，因此可不改變調(diào)整速度值adj_s。此時，反應(yīng)于調(diào)整速度值adj_s與實際速度值rs的速度差異，回授控制電路150所產(chǎn)生的控制信號ctr開始上升，致使實際電流值rc變大。

于時間t12時，馬達(dá)模塊110的實際電流值rc達(dá)到限制電流值sc。此時，回授控制電路150可根據(jù)限制電流值sc而改變回授控制電路150的至少一設(shè)定參數(shù)，以使控制信號ctr進入飽和狀態(tài)而使馬達(dá)模塊110的實際電流值rc維持在限制電流值sc，如此可避免實際電流值rc過高而導(dǎo)致過電流的情況發(fā)生，也可避免馬達(dá)模塊110的扭力過大而發(fā)生危險。

于時間t13時，馬達(dá)模塊110所遭遇的上述事件(例如受到外力的作用或是遭遇到障礙物)解除，可通過回授控制電路150改變上述至少一設(shè)定參數(shù)，以使控制信號ctr離開飽和狀態(tài)且使實際電流值rc下降，并使實際速度值rs上升(如時間t13至?xí)r間t14的時間區(qū)間所示)并保持在調(diào)整速度值adj_s(如時間t14至?xí)r間t15的時間區(qū)間所示)。

在時間t15時，馬達(dá)模塊110再度反應(yīng)于一事件(例如受到外力的作用或是遭遇到障礙物)而致使實際速度值rs再度下降。同樣假設(shè)調(diào)整速度值adj_s與實際速度值rs之間的速度誤差值小于設(shè)定誤差值es，因此可不改變調(diào)整速度值adj_s。此時，反應(yīng)于調(diào)整速度值adj_s與實際速度值rs的速度差異，回授控制電路150所產(chǎn)生的控制信號ctr開始上升，致使實際電流值rc變大。

于時間t16時，馬達(dá)模塊110的實際電流值rc達(dá)到限制電流值sc。同樣地，此時回授控制電路150可根據(jù)限制電流值sc而改變回授控制電路150的至少一設(shè)定參數(shù)，以使控制信號ctr進入飽和狀態(tài)而使馬達(dá)模塊110的實際電流值rc維持在限制電流值sc，但本發(fā)明不限于此。在本發(fā)明的一實施例中，如時間t16所示，當(dāng)控制信號ctr進入飽和狀態(tài)而使實際電流值rc維持在限制電流值sc時，可通過速度調(diào)控電路140改變(降低)調(diào)整速度值adj_s，以使調(diào)整速度值adj_s追蹤實際速度值rs，致使控制信號ctr脫離飽和狀態(tài)而使實際電流值rc下降(即降低馬達(dá)模塊110的扭力)，如時間t16至?xí)r間t17的時間區(qū)間所示。

由上可知，當(dāng)馬達(dá)模塊110在受到外力的作用或是遭遇到障礙物而致使實際速度值rs下降且實際電流值rc達(dá)到限制電流值sc時，馬達(dá)模塊110的實際電流值rc將被維持在限制電流值sc或是在達(dá)到限制電流值sc時開始下降。也就是說，馬達(dá)模塊110在受到外力的作用或是遭遇到障礙物時，其輸出扭力將會降低或維持在一固定值，如此一來，除了可避免過電流情況的發(fā)生，還可避免馬達(dá)模塊110的輸出扭力過大而發(fā)生危險。另一方面，一旦上述外力或是障礙物解除時，馬達(dá)模塊110的實際速度值rs將可逐漸回升并保持在設(shè)定速度值ss或是速度曲線scu上，以依據(jù)設(shè)定速度值ss或是速度曲線scu的速度進行運動。

上述的實施例乃是針對馬達(dá)模塊110的角度、速度以及電流同時進行控 制，但本發(fā)明并不限于此。在本發(fā)明的又一實施例中，也可僅針對馬達(dá)裝置100的速度以及電流同時進行控制。以下請同時參照圖1與圖8，圖8是依照本發(fā)明又一實施例所顯示的馬達(dá)控制方法的步驟流程示意圖，其中圖8的馬達(dá)控制方法是針對圖1的馬達(dá)裝置100的速度以及電流同時進行控制。

首先，在步驟s800中，可通過傳感器模塊120來感測馬達(dá)模塊110的實際速度值rs以及實際電流值rc。接著，于步驟s810中，可通過速度調(diào)控電路140(處理電路10)將調(diào)整速度值adj_s保持在設(shè)定速度值ss。然后，于步驟s820中，可通過回授控制電路150(處理電路10)根據(jù)調(diào)整速度值adj_s與實際速度值rs之間的速度差值進行運算以提供控制信號ctr。接著，在步驟s830中，可通過電流控制電路160(處理電路10)將控制信號ctr轉(zhuǎn)換為電流以驅(qū)動馬達(dá)模塊110，以使馬達(dá)模塊110的實際速度值rs保持在調(diào)整速度值adj_s。之后，在步驟s840中，當(dāng)馬達(dá)模塊110反應(yīng)于一事件而致使實際速度值rs下降且實際電流值rc上升至限制電流值sc時，可通過回授控制電路150根據(jù)限制電流值sc而改變回授控制電路150的至少一設(shè)定參數(shù)，以使控制信號ctr進入飽和狀態(tài)而將實際電流值rc維持在限制電流值sc。

在圖8所示的控制方法中，步驟s810、步驟s820、步驟s830以及步驟s840分別類似于圖6的步驟s620、步驟s640、步驟s650以及步驟s660，故其實施細(xì)節(jié)可參酌上述圖6～圖7的相關(guān)說明，在此不再贅述。值得一提的是，在圖8所示的控制方法中，并未對馬達(dá)裝置100的角度進行控制，故可省略圖6所示的步驟s610(即取得速度曲線scu的步驟)。如此一來，圖1所示的速度運算電路130可省略，而圖8的步驟s810則可將調(diào)整速度值adj_s保持在設(shè)定速度值ss，其中設(shè)定速度值ss可為用戶所輸入的速度指令，但本發(fā)明不限于此。除此之外，在圖8所示的控制方法中，還省略了圖6的步驟s630(即省略了讓調(diào)整速度值adj_s追蹤實際速度值rs的步驟)，但本發(fā)明并不以此為限。在本發(fā)明的其他實施例中，圖8所示的控制方法也可以不省略圖6的步驟s630(即讓調(diào)整速度值adj_s追蹤實際速度值rs的步驟)。

綜上所述，在本發(fā)明實施例的馬達(dá)裝置及馬達(dá)控制方法中，可針對馬達(dá)模塊的位置(角度)、速度以及電流(扭力)中的至少二個同時進行控制。如此一來，可在馬達(dá)裝置受到外力作用或遇到障礙物的情況下(例如馬達(dá)撞到人)，避免馬達(dá)模塊的電流(扭力)過高而損毀或是發(fā)生危險，故可確保馬達(dá)裝置在使用 上的安全性。一旦上述外力作用或障礙物狀況解除之后，馬達(dá)模塊的實際速度值將可回復(fù)至設(shè)定速度值或速度曲線上，以進行用戶所設(shè)定的運作。

雖然本發(fā)明已以實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的改動與潤飾，均在本發(fā)明保護范圍內(nèi)。