[发明专利]一种磁阻式磁力丝杠自动门系统及其定位方法

说明书

本发明公开了一种磁阻式磁力丝杠自动门系统及其定位方法，系统包括悬挂门板、控制机构、执行机构、滑动导轨和限位机构，执行机构包括磁力丝杠，磁力丝杠将旋转运动转化成直线运动，悬挂门板与磁力丝杠固定连接，控制机构控制执行机构带动悬挂门板沿滑动导轨直线往复运动，限位机构位于滑动导轨两端，用于限定悬挂门板的直线运动行程。旋转电机采用迭代学习控制方式，提高定位精度和控制性能。本发明通过在自动门系统中引入磁力丝杠，实现了旋转运动到直线运动的高效率转换，减少了中间机构，对自动门行业的进步和发展具有重要的理论价值和实用价值。

技术领域

本发明涉及一种磁阻式磁力丝杠自动门系统及其定位方法，适用于家居、工业、日常生活等各方面，属于电气技术领域。

背景技术

随着社会经济和自动控制技术的迅猛发展，建筑设施的自动化水平也随之不断提高，自动门在各个场合更加广泛的被使用，2000年以来，我国自动门的使用量逐年增加，平均增速达到20％～30％。对自动门产品的需求，不仅推动了相关行业的不断进步，也对自动门的驱动装置及关键技术的可靠性和稳定性提出了更高的要求。

传统的自动门一般采用旋转电机驱动，通过齿轮、齿条或蜗轮、蜗杆或链轮或摩擦离合器或钢丝绳进行牵引。这种驱动方式必然会有将旋转运动转变为直线运动的过程，传动环节繁多且结构复杂，容易磨损和产生故障，断电后无法人工起动。

如何减少中间机构，将旋转运动和直线运动合二为一，实现旋转运动和直线运动的转换，将对自动门行业的进步和发展具有重要的理论价值和实用价值。

发明内容

发明目的：为解决现有技术的缺陷，提供一种磁阻式磁力丝杠自动门系统及其定位方法，能够直接驱动负载做直线运动，结构简单、性能较好。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案。

一种磁阻式磁力丝杠自动门系统，包括悬挂门板、控制机构、执行机构、滑动导轨和限位机构，执行机构包括磁力丝杠，磁力丝杠将旋转运动转化成直线运动，悬挂门板与磁力丝杠固定连接，控制机构控制执行机构带动悬挂门板沿滑动导轨直线往复运动，限位机构位于滑动导轨两端，用于限定悬挂门板的直线运动行程。

可选的，执行机构还包括旋转电机和固定座，磁力丝杠包括外动子和内转子，外动子同轴套设在内转子上，并与内转子间存在间隙，外动子与悬挂门板刚性连接；内转子的一端与旋转电机的输出轴连接，另一端与固定座连接；磁力丝杠将旋转电机的旋转运动转化成悬挂门板的直线运动。

可选的，内转子外部为机械螺纹，机械螺纹槽内贴有螺旋形永磁体，外动子内部表面贴轴向充磁的永磁体，其螺距与内转子槽螺距相同，外动子永磁体的磁场与内转子永磁体的磁场耦合，内转子旋转时，通过该耦合磁场产生水平方向的作用力，推动外动子直线运动。

可选的，悬挂门板上设有滚轮，门板的运动轨迹通过滚轮固定在滑动导轨中。

可选的，控制机构包括电机驱动控制装置和人体微波感应装置，并分别与旋转电机的输入端连接。

本发明还提供了一种用于所述磁阻式磁力丝杠自动门系统的定位方法，包括以下步骤：

(1)设计标准位置控制器

通过分析永磁同步电机数学模型，得到永磁同步电机位置环模型，设计出标准位置控制器；

(2)基于步骤(1)所设计的标准位置控制器，根据迭代学习控制原理，设计位置迭代控制器；

(3)采用步骤(2)设计的位置迭代控制器对磁阻式磁力丝杠自动门系统进行定位。

进一步的，步骤(1)中永磁同步电机数学模型为：