[发明专利]一种模式切换刚柔耦合运动平台及控制方法

权利要求书

1.一种刚柔耦合运动平台的模式切换控制方法，其特征在于，包括：

获取所述运动平台的当前位置，并判断所述当前位置与目标位置之间的差距是否在所述运动平台的柔性铰链的形变范围内；

若所述当前位置与所述目标位置之间的差距不在所述柔性铰链的形变范围内，则保持电机为三相交流驱动模式，保持所述电机的三相导通以驱动所述运动平台接近所述目标位置；

若所述当前位置与所述目标位置之间的差距在所述柔性铰链的形变范围内，则将所述电机切换为单相直流驱动模式，选择所述电机的其中两电极导通形成单相电流闭环控制，以使所述柔性铰链形变来弥补所述当前位置与所述目标位置之间的差距以到达所述目标位置；

其中，所述单相电流闭环控制包括：获取驱动所述运动平台的电机的转子的位置；根据所述转子的位置、所述当前位置和所述目标位置，从三相电机的三相逆变电路中选择合适的桥臂通电以导通对应的电机绕组，从而将三相电机等效为音圈电机。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转子的位置通过霍尔位置传感器或编码盘获取。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述转子的位置、所述当前位置和所述目标位置，从所述三相电机的三相逆变电路中选择合适的桥臂通电以导通对应的电机绕组包括：

若所述当前位置与所述目标位置的差值为负数，则从所述三相电机的三相逆变电路中选择合适的桥臂通电以使所述三相电机正向转动；

若所述当前位置与所述目标位置的差值为正数，则从所述三相电机的三相逆变电路中选择合适的桥臂通电以使所述三相电机反向转动。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述转子的位置、所述当前位置和所述目标位置，从所述三相电机的三相逆变电路中选择合适的桥臂通电以导通对应的电机绕组还包括：

根据所述转子的位置，从所述三相电机的三相逆变电路中选择两相桥臂分别输入正电压和负电压，以使所述三相电机的输出力最大。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述单相电流闭环控制下，测量所述柔性铰链的当前形变量，并根据所述柔性铰链的目标形变量和刚度，计算出到达所述目标位置所需要的电流，并将计算出的所述电流输入到所述电机绕组中。

6.一种刚柔耦合运动平台的模式切换控制系统，其特征在于，包括：

位置获取单元，用于获取所述运动平台的当前位置；

判断单元，用于判断所述当前位置与目标位置之间的差距是否在所述运动平台的柔性铰链的形变范围内；

控制单元，用于根据所述判断单元的判断结果，在不同的控制方式之间切换以控制驱动所述运动平台的三相电机；若所述当前位置与所述目标位置之间的差距不在所述柔性铰链的形变范围内，则保持电机为三相交流驱动模式，保持所述电机的三相导通以驱动所述运动平台接近所述目标位置；若所述当前位置与所述目标位置之间的差距在所述柔性铰链的形变范围内，则将所述电机切换为单相直流驱动模式，选择所述电机的其中两电极导通形成单相直流电流闭环控制，以使所述柔性铰链形变来弥补所述当前位置与所述目标位置之间的差距以到达所述目标位置；

所述单相直流电流闭环控制包括：

获取驱动所述运动平台的电机的转子的位置；

根据所述转子的位置、所述当前位置和所述目标位置，从所述三相电机的三相逆变电路中选择合适的桥臂通电以导通对应的电机绕组，从而将三相电机等效为音圈电机。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述转子的位置通过霍尔位置传感器或编码盘获取。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，根据所述转子的位置、所述当前位置和所述目标位置，从所述三相电机的三相逆变电路中选择合适的桥臂通电以导通对应的电机绕组包括：

若所述当前位置与所述目标位置的差值为负数，则从所述三相电机的三相逆变电路中选择合适的桥臂通电以使所述三相电机正向转动；

若所述当前位置与所述目标位置的差值为正数，则从所述三相电机的三相逆变电路中选择合适的桥臂通电以使所述三相电机反向转动。