[发明专利]直流电机控制方法和装置

权利要求书

1.直流电机控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取目标速度n；

检测当前速度n_k；

计算当前目标转差e_k；

根据所述当前速度n_k计算测速基础电压W以及根据所述当前目标转差e_k计算PID调节电压V；所述测速基础电压W为直流电机的输入电压中与转速成正比关系的电压，所述PID调节电压V为直流电机的输入电压中与转速成非线性正比关系的电压；

根据所述PID调节电压V和测速基础电压W计算输出电压U：

U＝aV+bW；

其中a、b分别为调节系数和基础系数，a、b均为大于0的常数；

根据所述输出电压U驱动直流电机。

2.如权利要求1所述的直流电机控制方法，其特征在于：所述直流电机为无刷直流电机；根据所述输出电压驱动直流电机，具体包括以下子步骤：

根据所述输出电压U计算电压占空比；

根据所述电压占空比和无刷直流电机的控制逻辑，控制功率管驱动所述直流电机。

3.如权利要求1或2所述的直流电机控制方法，其特征在于：所述根据所述当前速度n_k计算所述测速基础电压W，具体为根据以下计算公式计算：

W＝Cr×φ×n_k

其中，Cr为电动势常数，φ为电机磁通。

4.如权利要求1或2所述的直流电机控制方法，其特征在于：所述根据所述当前目标转差e_k计算PID调节电压V，具体为：所述PID调节电压V等于比例项Vp、积分项Vi和微分项Vd之和；其中，Vp＝K_Pe_k，Vd＝Kd×(e_k-e_k-1)，K_P为比例系数，Ki为积分系数，Kd为微分系数，k为正整数。

5.如权利要求1或2所述的直流电机控制方法，其特征在于：所述根据所述当前目标转差e_k计算PID调节电压V，具体为：所述PID调节电压V由数字递推PID控制算法计算，具体为根据以下计算公式计算：

ΔV_k+1＝Ae_k+Be_k-1+Ce_k-2，

V_k+1＝V_k+ΔV_k+1；

其中，A＝Kp+Ki+Kd，B＝Kp+2Kd，C＝Kd，K_P为比例系数，Ki为积分系数，Kd为微分系数。

6.直流电机控制装置，其特征在于，包括：

目标模块，用于获取目标速度n；

测速模块，用于检测当前速度n_k；

第一计算模块，用于计算当前目标转差e_k；

第二计算模块，用于根据所述当前速度n_k计算测速基础电压W，所述测速基础电压W为直流电机的输入电压中与转速成正比关系的电压；

第三计算模块，用于根据所述当前目标转差e_k计算PID调节电压V，所述PID调节电压V为直流电机的输入电压中与转速成非线性正比关系的电压；

第四计算模块，用于根据所述PID调节电压V和测速基础电压W计算输出电压U：

U＝aV+bW；

其中a、b分别为调节系数和基础系数，a、b均为大于0的常数；

驱动模块，用于根据所述输出电压U驱动直流电机。

7.如权利要求6所述的直流电机控制装置，其特征在于：所述直流电机为无刷直流电机；所述驱动模块包括：

占空比计算单元，用于根据所述输出电压U计算电压占空比；

控制单元，用于根据所述电压占空比和无刷直流电机的控制逻辑，控制功率管驱动所述直流电机。

8.直流电机控制装置，其特征在于，包括：

处理器以及用于存储处理器可执行的指令的存储器；

所述处理器被配置为：

获取目标速度n；

检测当前速度n_k；

计算当前目标转差e_k；

根据所述当前速度n_k计算测速基础电压W以及根据所述当前目标转差e_k计算PID调节电压V；所述测速基础电压W为直流电机的输入电压中与转速成正比关系的电压，所述PID调节电压V为直流电机的输入电压中与转速成非线性正比关系的电压；

根据所述PID调节电压V和测速基础电压W计算输出电压U：

U＝aV+bW；

其中a、b分别为调节系数和基础系数，a、b均为大于0的常数；

根据所述输出电压U驱动直流电机。