[发明专利]一种双电机耦合条件下利用电流实现电机遇阻检测的方法

说明书

本发明公开一种双电机耦合条件下利用电流实现电机遇阻检测的方法，首先采用交叉耦合控制算法得到电机电压，该电压以PWM的形式存在；再通过母线高端采样的方式采集电机的电枢电流；构造电机的数学模型，对电流数据进行稳态卡尔曼滤波，获得电流最优估算值；计算电动升降桌遇阻电流阈值；对实时卡尔曼滤波后的电流数据与遇阻电流阈值进行比较，判断电动升降桌是否遇阻。

技术领域

本发明属于电动升降桌领域，具体涉及一种双电机耦合条件下利用电流实现电机遇阻检测的方法。

背景技术

人们一天中大部分时间都是坐在桌子前办公，人们逐渐意识到久坐不仅会导致身体疲劳，降低工作效率，也容易导致腰背部肌肉劳损。人们开始尝试坐站交替式办公，渐渐的升降桌也就出现了，使用升降桌站式办公成为了一种流行的健康办公方式。

但目前市场，电动升降桌“遇阻检测”功能仍不完善。“遇阻检测”功能是指电动升降桌在上升下降过程中，遇到障碍物后控制器能检测出电动升降桌处于夹持状态，并使电动升降桌回退一定距离，释放夹持物，防止损坏夹持物或造成人员夹伤。

电动升降桌负载变化范围大，通过国内外现有的十余种电动升降桌对比试验发现，在轻载情况下(小于30kg)，大部分的电动升降桌能较为准确且及时的做出遇阻检测。在重载情况下(30～80kg)，近半的电动升降桌在上升过程中产生遇阻检测误判情况且在下降过程中无法实现遇阻检测判断。

根据上述试验，当前电动升降桌产品“遇阻检测”功能仍不完善，主要是受限于成本，并没有受力传感器检测负载变化，需要靠转速检测或电流检测来识别“遇阻检测”，由于算法不完善，因此难以准确识别夹持情况。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种双电机耦合条件下利用电流实现电机遇阻检测的方法。能够有效解决升降桌在升降过程中夹伤人员、损坏物品的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案是：

提供一种双电机耦合条件下利用电流实现电机遇阻检测的方法，包括：

步骤一：采用交叉耦合控制算法以PWM的形式得到电机电压；

步骤二：通过电流采样电路采集流经电机的电流；

步骤三：对电流数据进行卡尔曼滤波；

步骤四：计算电动升降桌遇阻电流阈值；

步骤五：对实时卡尔曼滤波后的数据与遇阻电流阈值进行比较，判断电动升降桌是否遇阻；

所述步骤一通过采用交叉耦合控制算法以PWM的形式得到电机电压包括：

1)采用PID控制器与交叉耦合控制器得到PWM

本发明专利的电动升降桌为双立柱式电动升降桌，每一个立柱都由独立的电机进行驱动上升与下降，所以共有2个电机，分别为电机A与电机B。双电机采用交叉耦合控制算法输出PWM，方法如下：以电机A为例，首先，MCU控制器给定目标位置，由霍尔传感器测量得到的脉冲数来确定电机A的当前位置，将电机的目标位置与当前位置的偏差作为增量式PID控制器的输入，经过PID控制器得到电机A的PWM占空比原始值。再将双电机当前高度(即电机A的当前位置与电机B当前的位置)的偏差作为交叉耦合控制器的输入，由交叉耦合控制器计算得到PWM占空比增量值。PWM占空比原始值与PWM占空比增量值的差作为电机A的PWM最终占空比，该PWM占空比作为PWM发生器的输入，最后得到电机A的的输入电压，即U1，其以PWM形式存在。电机B与电机A类似。

2)以PWM的形式得到电机两端电压