音圈电机控制方法、系统及控制器技术方案

本发明专利技术实施例提供一种音圈电机控制方法、系统及控制器，所述音圈电机与驱动电路电连接并与位移传感器机械连接，所述驱动电路和所述位移传感器均与控制器电连接。本发明专利技术实施例通过采用数字信号对音圈电机进行闭环控制，可避免受到音圈电机的电磁反射及机械振动的干扰，可靠性高，而且外围电路简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例属于音圈电机控制
，尤其涉及一种音圈电机控制方法、系统及控制器。
技术介绍
音圈电机因其具有高频响、高精度等特点，而广泛应用于信号频率较高的太赫兹时域光谱仪的光学延迟装置中。然而，目前的光学延迟装置通常采用模拟信号对音圈电机进行闭环控制，模拟信号，易受到音圈电机的电磁反射及机械振动的干扰，可靠性较低，而且外围电路较复杂。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种音圈电机控制方法、系统及控制器，采用数字信号对音圈电机进行闭环控制，可避免受到音圈电机的电磁反射及机械振动的干扰，可靠性高，而且外围电路简单。本专利技术实施例一方面提供一种音圈电机控制方法，所述音圈电机与驱动电路电连接并与位移传感器机械连接，所述驱动电路和所述位移传感器均与控制器电连接，所述音圈电机控制方法包括由所述控制器执行的以下操作：若接收到上电启动指令，则输出两路第一预设占空比的脉宽调制信号控制所述驱动电路输出第一预设电流信号，以驱动所述音圈电机以第一速度向第一方向运动；检测所述位移传感器输出的零点信号是否为高电平信号，所述零点信号用于表征所述音圈电机是否到达预设零点位置；若所述零点信号为高电平信号，则输出两路第二预设占空比的脉宽调制信号控制所述驱动电路输出第二预设电流信号，以控制所述音圈电机以第二速度向第二方向运动；从预设初始数值开始对所述位移传感器输出的脉冲个数进行计数，并检测所述脉冲个数是否到达预设个数；若所述脉冲个数到达预设个数，则控制所述驱动电路改变所述第二预设电流信号的方向，并检测所述音圈电机是否沿所述第一方向运动；若所述音圈电机沿所述第一方向运动，则对所述位移传感器输出的脉冲个数进行逆计数，将已计数数值清零并停止计数，直到再次检测到所述零点信号为高电平信号时，返回所述输出两路第二预设占空比的脉宽调制信号的操作。本专利技术实施例还提供一种控制器，所述音圈电机与驱动电路电连接，并与位移传感器机械连接，所述驱动电路和所述位移传感器均与控制器电连接，所述控制器包括：第一运动控制单元，用于若接收到上电启动指令，则输出两路第一预设占空比的脉宽调制信号控制所述驱动电路输出第一预设电流信号，以驱动所述音圈电机以第一速度向第一方向运动；零点检测单元，用于检测所述位移传感器输出的零点信号是否为高电平，所述零点信号用于表征所述音圈电机是否到达零点位置；第二运动控制单元，用于若所述零点信号为高电平信号，则输出两路第二预设占空比的脉宽调制信号控制所述驱动电路输出第二预设电流信号，以控制所述音圈电机以第二速度向第二方向运动；第一计数单元，用于从预设初始数值开始对所述位移传感器输出的脉冲个数进行计数，并检测所述脉冲个数是否到达预设个数；第三运动控制单元，用于若所述脉冲个数到达预设个数，则控制所述驱动电路改变所述第二预设电流信号的方向，并检测所述音圈电机是否沿所述第一方向运动；第二计数单元，用于若所述音圈电机沿所述第一方向运动，则对所述位移传感器输出的脉冲个数进行逆计数，将已计数数值清零并停止计数，直到再次检测到所述零点信号为高电平信号时，返回所述输出两路第二预设占空比的脉宽调制信号的操作。本专利技术实施例还提供一种音圈电机控制系统，其包括控制器、驱动电路、音圈电机和位移传感器；所述控制器的第一信号输出端接所述驱动电路的第一信号输入端，所述控制器的第二信号输出端接所述驱动电路的第二信号输入端；所述驱动电路的第一信号输出端接所述音圈电机的动圈绕组的一端，所述驱动电路的第二信号输出端接所述音圈电机的动圈绕组的另一端；所述音圈电机的线圈动子与所述位移传感器的可动部的一端机械连接；所述位移传感器的信号获取输出端接所述控制器的第一信号输入端；所述控制器，用于输出占空比可调的两路脉宽调制信号至所述驱动电路；所述驱动电路，用于根据所述两路脉宽调制信号输出正向或反向的电流信号，以控制所述音圈电机正向或反向运动；所述位移传感器，用于检测所述音圈电机的线圈动子作往复运动的运动个数，并以脉冲信号的形式将所述运动个数反馈给所述控制器，还用于检测在检测到所述线圈动子到达预设零点位置时，向所述控制器输出高电平信号；所述控制器还用于执行上述的音圈电机控制方法。本专利技术实施例通过采用数字信号对音圈电机进行闭环控制，可避免受到音圈电机的电磁反射及机械振动的干扰，可靠性高，而且外围电路简单。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的一个实施例提供的音圈电机控制系统的结构框图；图2是本专利技术的一个实施例提供的音圈电机、光栅式位移传感器和行程开关之间的机械连接结构示意图；图3是本专利技术的一个实施例的音圈电机控制方法的流程框图；图4是本专利技术的一个实施例的控制器的结构框图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。如图1所示，本专利技术的一个实施例提供一种音圈电机控制系统，其包括控制器10、驱动电路20、音圈电机30和位移传感器40。图1中用带箭头实线表示信号传输方向，不带箭头实线表示机械连接。控制器10的第一信号输出端接驱动电路20的第一信号输入端，控制器10的第二信号输出端接驱动电路20的第二信号输入端。本实施例中，控制器10可选用现场可编程逻辑器件(FieldProgrammableGateArray，FPGA)实现。现场可编程逻辑器件的高速信号处理能力和强大的并行处理能力，使得控制器能够通过数字信号对音圈电机进行快速的闭环控制，提高数据处理效率。在具体应用中，控制器10也可以通过通用集成电路，例如CPU(CentralProcessingUnit，中央处理器)，或通过ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，专用集成电路)来实现。驱动电路20的第一信号输出端接音圈电机30的动圈绕组的一端，驱动电路20的第二信号输出端接音圈电机30的动圈绕组的另一端。本实施例中，驱动电路20选用H桥电路，所述H桥电路的第一交流端为所述驱动电路的第一信号输入端，所述H桥电路的第二交流端为所述驱动电路的第二信号输入端，所述H桥电路的第一直流输出端为所述驱动电路的第一信号输出端，所述H桥电路的第二直流输出端为所述驱动电路的第二信号输出端。在具体应用中，驱动电路也可以选用其他类型的驱动电路。音圈电机30的线圈动子与位移传感器40的可动部的一端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种音圈电机控制方法，其特征在于，所述音圈电机与驱动电路电连接并与位移传感器机械连接，所述驱动电路和所述位移传感器均与控制器电连接，所述音圈电机控制方法包括由所述控制器执行的以下操作：若接收到上电启动指令，则输出两路第一预设占空比的脉宽调制信号控制所述驱动电路输出第一预设电流信号，以驱动所述音圈电机以第一速度向第一方向运动；检测所述位移传感器输出的零点信号是否为高电平信号，所述零点信号用于表征所述音圈电机是否到达预设零点位置；若所述零点信号为高电平信号，则输出两路第二预设占空比的脉宽调制信号控制所述驱动电路输出第二预设电流信号，以控制所述音圈电机以第二速度向第二方向运动；从预设初始数值开始对所述位移传感器输出的脉冲个数进行计数，并检测所述脉冲个数是否到达预设个数；若所述脉冲个数到达预设个数，则控制所述驱动电路改变所述第二预设电流信号的方向，并检测所述音圈电机是否沿所述第一方向运动；若所述音圈电机沿所述第一方向运动，则对所述位移传感器输出的脉冲个数进行逆计数，将已计数数值清零并停止计数，直到再次检测到所述零点信号为高电平信号时，返回所述输出两路第二预设占空比的脉宽调制信号的操作。

【技术特征摘要】
1.一种音圈电机控制方法，其特征在于，所述音圈电机与驱动电路电连接并与位移传感器机械连接，所述驱动电路和所述位移传感器均与控制器电连接，所述音圈电机控制方法包括由所述控制器执行的以下操作：若接收到上电启动指令，则输出两路第一预设占空比的脉宽调制信号控制所述驱动电路输出第一预设电流信号，以驱动所述音圈电机以第一速度向第一方向运动；检测所述位移传感器输出的零点信号是否为高电平信号，所述零点信号用于表征所述音圈电机是否到达预设零点位置；若所述零点信号为高电平信号，则输出两路第二预设占空比的脉宽调制信号控制所述驱动电路输出第二预设电流信号，以控制所述音圈电机以第二速度向第二方向运动；从预设初始数值开始对所述位移传感器输出的脉冲个数进行计数，并检测所述脉冲个数是否到达预设个数；若所述脉冲个数到达预设个数，则控制所述驱动电路改变所述第二预设电流信号的方向，并检测所述音圈电机是否沿所述第一方向运动；若所述音圈电机沿所述第一方向运动，则对所述位移传感器输出的脉冲个数进行逆计数，将已计数数值清零并停止计数，直到再次检测到所述零点信号为高电平信号时，返回所述输出两路第二预设占空比的脉宽调制信号的操作。2.如权利要求1所述的音圈电机控制方法，其特征在于，所述位移传感器为光栅式位移传感器，所述零点位置为所述光栅式位移传感器的光栅尺上的零点刻线位置。3.如权利要求1所述的音圈电机控制方法，其特征在于，所述控制器为现场可编程逻辑器件，所述驱动电路为H桥电路。4.一种控制器，其特征在于，所述音圈电机与驱动电路电连接，并与位移传感器机械连接，所述驱动电路和所述位移传感器均与控制器电连接，所述控制器包括：第一运动控制单元，用于若接收到上电启动指令，则输出两路第一预设占空比的脉宽调制信号控制所述驱动电路输出第一预设电流信号，以驱动所述音圈电机以第一速度向第一方向运动；零点检测单元，用于检测所述位移传感器输出的零点信号是否为高电平，所述零点信号用于表征所述音圈电机是否到达零点位置；第二运动控制单元，用于若所述零点信号为高电平信号，则输出两路第二预设占空比的脉宽调制信号控制所述驱动电路输出第二预设电流信号，以控制所述音圈电机以第二速度向第二方向运动；第一计数单元，用于从预设初始数值开始对所述位移传感器输出的脉冲个数进行计数，并检测所述脉冲个数是否到达预设个数；第三运动控制单元，用于若所述脉冲个数到达预设个数，则控制所述驱动电路改变所述第二预设电流信号的方向，并检测所述音圈电机是否沿所述第一方向运动；第二计数单元，用于若所述音圈电机沿所述第一方向运动，则对所述位移传感器输出的脉冲个数进行逆计数，将...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建伟，潘奕，彭世昌，丁庆，
申请(专利权)人：深圳市太赫兹系统设备有限公司，深圳市太赫兹科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44